FR4基板とは？
難燃性4（FR4）は、プリント基板製造に使用される材料グレードである。ガラス繊維で構成され、「4」はUL94 V-0難燃性規格（着火後自己消火すること）を表す。ガラス繊維強化織物とエポキシ樹脂により、電気絶縁用途に極めて適している。FR4は低コストかつ高信頼性のため広く使用されている材料である。
FR4材料の概要
FR4は難燃性グレード4のガラス強化エポキシ積層板を指す。この材料の誘電率と損失正接（損失係数）は中程度である。FR4は低速かつ高電力用途に使用可能であり、多くの愛好家にとって第一選択肢となる。これにより汎用電子設計に適している。
誘電率：1MHzで約4.5（中程度）。損失正接：1MHzで約0.02（中程度）。ガラス転移温度（Tg）は、材料が熱下でどのように振る舞うかを決定します。これはFR4材料の分類において最も重要な熱特性の一つです。
- 低Tg（130～140℃）
- 標準Tg（150～160℃）
- 高Tg（170℃以上）
FR4の構造と特性
FR4 PCB材料の利点
FR4の厚さがPCB性能に与える影響
信号品質とインピーダンス制御
- より厚いFR-4 誘電体間隔を増加させ、寄生成分を導入することでインピーダンスを上昇させます。FR-4の厚さを調整することで、様々な回路用途に応じたインピーダンス制御が可能です。
- 薄いFR-4 銅層間の誘電体間隔が小さいため、配線のインピーダンスが低下します。ただし、FR-4の高い誘電損失により、厚さに関わらず数GHzを超える性能は制限されます。
熱管理
機械的安定性
FR4基板の主な用途
民生用電子機器
- FR4基板は、日常的な電子機器においてコストと強度を両立させます。スマートフォンからウェアラブルデバイスまで、FR-4は耐久性と信頼性に優れた基板ソリューションを提供します。
産業用制御システム
自動車電子機器
JLCPCBのFR4基板製造能力
特徴 | 製造仕様 |
|---|
層数 | 1、2、4、6、...32層 |
制御インピーダンス | 4/6/8/10/12/14/16/18/20/.../32層 |
インピーダンス許容差 | ±10% (値が50Ω≤以下の場合 ±5Ω) |
UL番号 | E479892 |
最大寸法 | 670 × 600mm (厚さ ≥ 0.8mm); 500 × 600mm (厚さ < 0.8mm); 2層基板は1020 × 600mmまで対応。 |
最小寸法 | 3 × 3mm; Vカットパネル用70 × 70 |
外側銅厚 | 1oz, 2oz (2層基板用2.5oz, 3.5oz, 4.5oz) |
内側銅厚 | 0.5oz、1oz、2oz |
表面仕上げ | HASL（鉛含有／鉛フリー）、ENIG（1μ「／2μ」） |
最小ビア穴径 | 0.15mm／0.25mm |
穴径公差 | ① メッキ処理：スルーホール：+0.13 / -0.08mm ; 圧入穴：±0.05mm ② 非メッキ：±0.2mm |
最小メッキスロット | 0.5mm |
最小非メッキスロット | 1.0mm |
メッキエッジ | 基板サイズ 10 × 10mm、厚さ：0.6mm で対応可能。ENIG 処理必須。 |
ブラインドスロット | 2～32層基板、厚さ≥0.8mmで対応可能。 |
カウンターシンク穴 | 2～32層基板、厚さ≥0.6mmで対応可能。 対応皿穴角度：90°/135° |
バックドリル | 4～32層基板、厚さ≥0.8mmで対応可能。 バックドリル加工後、穴はエポキシ樹脂充填されます。 |
端面スルーホール | 基板サイズ10×10mmで対応可能。 |
最小配線幅と間隔 | ① 1oz: 0.10 / 0.10mm (4 / 4mil) (半層); 0.09 / 0.09mm (3.5 / 3.5mil) (多層) ② 2oz: 0.16 / 0.16mm (6.5 / 6.5mil) 1/2層用; 0.16 / 0.20mm (6.5 / 8mil) 多層用 |
最小BGAパッド径 | 0.25mm |
ゴールドフィンガー面取り加工 | 30°または45° |
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