2020.02.06更新

リジット基板とは?

リジット基板(リジットプリント配線板)は、FR-4やCEM-3を中心とした硬質樹脂プリント配線板です。ベース基材は多くの場合ガラスエポキシ樹脂で、銅箔には電解銅箔を使用しています。使用頻度の高いプリント基板であり、フレキシブル基板と共に現在はプリント基板の主流となっています。層構成は一般的に定尺サイズでの提供が多く、板厚は基本0.8mm~1.6mm程度です。

リジット基板に使う電解銅箔は、硫酸銅溶液中にカソード電極を沈めて通電し、ステンレスなど陰極(カソード)に析出した銅をシート状に加工したもの(銅箔)です。陰極側にある銅箔を基板の表面とし、その反対側は基材に接する面になります。基材に接する面には軽いエッチング(ソフトエッチ)で粗化させますが、これは基材との密着性を向上させるためです。

エポキシ樹脂は接着性に優れているため、粗化で接着率向上します。しかし、フェノール樹脂との接合ではエポキシ樹脂の接着性が通用しません。そのため、接着剤を使って接合します。陰極面に接する部分には光沢が生じるため、別名シャイニー面とも呼ばれます。また、光沢を持たない裏側はマッド面とも称されます。電解銅箔は量産が容易のため、低価格で供給することが可能です。

ガラスエポキシ樹脂を採用したFR-4の耐熱性には、Tg指標が用いられています。Tgはガラス転移温度を表すもので、プリント基板の配線板においては材料特性が変質する境界温度を示すものとなります。FR-4の場合は、おおよそ140℃前後です。

樹脂と銅箔の接合強度も調べますが、これはJISC6481での引き剥がしの強さに関する試験方法が規定になります。コストの関係で海外製の基材を使うケースも増えていますが、国産と比較して銅と基材の密着強度など基板特性が劣るとの見方もあります。そのため、使用の検討をする際には信頼性データにも目を向けましょう。

銅箔の厚さは、リジット基板もフレキシブル基板も18um・35um・70umが主流です。それぞれ主な用途は異なりますが、18umは生基板の製造過程で銅メッキを施す両面板や多層板の表層などによく用いられます。

メッキ工程のない片面版や多層板の内層、高電流値のパターンには35umや70umを使うことが多いようです。以前は多層板の電源や内層と言えば70umでしたが、銅の価格高騰の影響で基板価格も上がったため、最近は35umの使用頻度がかなり高くなっています。

より薄いものには、12um・9umもあります。これらは、ビルドアップ基板など超高密度のパターン用に使います。厚いものには105umなどがあり、多くは大電流パターン用です。大きな電流が流れる基板では、更に厚い銅箔を使うこともあります。

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