この記事は紹介することを目的としています プリント回路基板（PCB）基板に使用されるさまざまな種類の材料。 選択した基板材料は、設計者の用途に適している必要があります。 パッケージング基板は、電子パッケージングの重要な部分であり、チップと外部回路の間のブリッジです。 素材はパッケージングで次の役割を果たします。
- チップと外部回路間の電流と信号の伝送を実現します
- チップを機械的に保護およびサポート
- チップが外界に熱を放散するための主な方法です
物質的な観点から、 一般的に使用されるPCB基板には、有機基板（FR-4）、セラミック基板、および金属基板が含まれます。.
FR-4基板
FR-4素材 一般的にPCBの標準基板と見なされます。 FR-4材料のコストは手頃な価格であるため、PCBの標準オプションとしてFR-4材料が使用されます。 FR-1、FR-2、FR-3材料と比較して、FR-4材料は、片面から多層のPCBを作成するための最良の選択です。 FRは難燃性材料のグレードのコードであり、4はガラス繊維強化エポキシ樹脂を表します。 PCBで使用されるFR-4グレードの材料にはさまざまな種類があります、およびそれらのほとんどは、テラ機能エポキシ樹脂、フィラー、ガラス繊維で作られた複合材料です。 FR-4材料の主な技術的特徴は、安定した電気絶縁、優れた表面平坦性、および標準の厚さ公差です。これらすべてにより、FR-4材料は高性能の電子絶縁要件を持つ製品に適しています。 FR-4材料は、吸湿性が低いため、乾燥した湿気の多い環境で高い機械的強度と優れた断熱性を維持します。 ただし、FR-4 FR-4材料は誘電正接が高いため、PCB基板材料は高周波PCBには適していません。 (Df）、これは、信号周波数が増加するにつれて、より多くの信号が失われることを意味します。 さらに、FR-4材料は、航空宇宙用途などの高温環境での使用には適していません。
FR-4 PCB基板材料の例：
- 標準FR-4：このタイプのFR-4のガラス転移温度（Tg）は130〜140です。
- Mid Tg FR-4：このタイプのFR-4のガラス転移温度（Tg）は150〜160です。
- 高TgFR-4：このタイプのFR-4のガラス転移温度（Tg）は170を超えています
- 高速で非常に低損失のHDI材料：このFR-4材料の例は、IsolaI-speedです。
セラミック基板
セラミックボードは、熱伝導性セラミック粉末と有機接着剤でできています。 FR-4という用語と同様に、セラミックとは、類似した化学構造と物理的特性を持つ一連の材料を指します。 プリント回路基板のセラミック基板は、主に酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化ベリリウムです。 炭化ケイ素と窒化ホウ素についても、同様の特性を持つ一般的なセラミックです。 FR-4 PCB基板と比較して、セラミックボードはより高い熱伝導率を持っています 9〜20 W / mkの範囲で、特定のアプリケーションでいくつかの利点があります。 言い換えれば、セラミックは新世代の大規模集積回路やパワーエレクトロニクスモジュールにとって理想的な材料です。 たとえば、高出力LED照明の分野では、優れた放熱特性を備えたセラミックや金属が 通常、PCB基板の準備に使用されます。 セラミックボードの他の利点は次のとおりです。:
- 導体構造の値に近い熱膨張係数
- 抵抗の少ない金属膜
- 基板の優れたはんだ付け性と使用温度の高さ
- 低高周波損失
- 良好な断熱性
- 高密度アセンブリ
- 還元環境での長期使用
- 航空宇宙分野での高い信頼性
- 望ましい機械的強度
金属基板
PCBの金属基板は、コア材料が金属であることを意味します。これにより、大量の熱をすばやく放散して、コンポーネントの損傷を防ぐことができます。。 現在、金属基板の製造に最も一般的に使用されている金属は銅とアルミニウムです。 どちらも優れた熱伝達能力を持っています。 アルミニウムと比較して、銅はより高価で、重く、剛性が低くなっています。 したがって、アルミニウムは金属基板の選択においてより経済的な選択肢です。 金属基板の用途には、LEDライト、産業用電力機器、入出力増幅器、半導体冷凍装置などがあります。
またチェックしなさい： PCBの種類.
参照：
https://www.proto-electronics.com/blog/pcb-fr4-guide-printed-circuits
https://www.protoexpress.com/blog/choosing-hdi-materials/
https://resources.altium.com/p/ceramic-vs-fr4-multilayer-pcbs-when-use-either-and-how
https://www.protoexpress.com/blog/advantages-metal-core-printed-circuit-boards/
参照：
https://www.protoexpress.com/blog/wet-pcb-etching-acidic-alkaline-methods/