1. 一行ずつパラメータを比較すると審査が 2 巡増える理由
SKPCB 材料ライブラリ を開くと、数十行の表が現れます。種別、メーカー、型番、Tg、Td、Dk、Df、用途。ほとんどの人が最初に取る行動は横読みです。Tg の列を高い順に並べる、あるいは Df の小さい行に印をつける。
この動作そのものが手戻りの起点です。理由は具体的です。この表には Tg が N/A の材料群がまとまって存在します。 Rogers TMM10、TMM10i、TMM13i、RT/duroid 6002、RO3003、RO3006、RO3010、RT/duroid 6006、RT/duroid 6010、RT/duroid 5870/5880、Taconic TLY-5 は、いずれも Tg 欄が N/A です。ページの記載漏れではありません。これらのファミリーはそもそもガラス転移温度で熱的挙動を記述しません。
つまり「Tg で並べ替える」という動作は、気づかないうちにセラミック／PTFE 系全体を表の末尾へ、あるいは選択肢の外へ押し出します。対象基板がマイクロ波基板であれば、唯一の正解を捨てたことになります。逆に Df の小さい順で選べば、TLY-5（0.0009）、RT/duroid 5870/5880（0.0012）、RT/duroid 6002（0.0012）という PTFE 系が並びます。DDR を通すだけの 6 層デジタル基板にとっては、使うことのない指標のためにコストと工程難度を同時に引き上げる選択です。
審査が 2 巡になるのはこの経路です。1 巡目でファミリーをまたいで横比較した型番を製造側に持ち込み、この基板の構造には不要であり適合もしないと返される。2 巡目でようやく「ではどの列を見るべきか」という問いに戻る。
パラメータはファミリー内の順位付けの根拠であり、ファミリー間の選別の根拠ではありません。 先にファミリーを決め、その内側で数値を読む。順序を逆にすれば手戻りが発生します。
2. ふるい 1：用途が材料ファミリーを決める
表の左端は種別、右端は用途です。選定の第一歩は間の 4 つの数値列ではなく、この両端 2 列の対応関係にあります。
ページは基材を 6 つのファミリーに分類しています。FR-4、ポリイミド、セラミックポリマー、セラミック／PTFE、炭化水素／セラミック、PTFE 複合材。 ページ本文の表現はこうです。「材料の選定は用途に応じてご検討ください（RF／マイクロ波、シグナルインテグリティ、温度サイクルなど）」。ここに挙がる 3 つの用途語は、用途列に繰り返し現れる値そのものであり、これに「標準」が加わります。
この 4 つの値が、ふるい 1 の目盛りのすべてです。
- 標準 — 一般的なデジタル基板、電源基板、制御基板。表では Isola 370HR、ITEQ IT180A、Ventec VT-42 / VT-47 / VT-481、Kingboard KB-6167F、ハロゲンフリーの VT-447。すべて FR-4 です。
- シグナルインテグリティ — 損失を管理する必要がある高速デジタル伝送。表では Isola FR408HR / FR408 / Itera MT40、Panasonic Megtron 4 / 6 / 7、Nelco N4000-13 EP SI、ハロゲンフリーの Ventec VT-464(D)。多くは依然 FR-4 の内側、その高速系統です。
- RF／マイクロ波 — 実際の高周波・マイクロ波回路。ここで初めて Isola Astra MT77、Tachyon 100G、および Rogers の TMM シリーズ、RO3000／RO4000 シリーズ、RT/duroid シリーズ、Taconic TLY-5 が現れます。セラミックポリマー、セラミック／PTFE、炭化水素／セラミック、PTFE 複合材の主戦場です。
- 温度サイクル — 大きな温度差を繰り返し受ける基板。表では Arlon 85N、Ventec VT-901 / VT-90H、Isola P95/P25。すべてポリイミドです。
ふるい 1 の出力は型番ではなく、1〜2 個のファミリー です。ここまで終えた時点で表の大半の行は対象外になり、残る 3 つのふるいは残った数行の中だけで使います。
補足：本稿はファミリーをまたぐ選別順序のみを扱います。ふるい 1 で RF／マイクロ波に落ちた場合、その先の型番の取捨は 高周波 PCB の材料選定 と 周波数による Isola 材料の選定 を参照してください。セラミック系や金属ベースの放熱方向であれば セラミック基板 PCB ガイド と アルミ MCPCB の熱管理 を参照してください。
3. ふるい 2：Tg/Td は「この基板が工程を通り抜けられるか」に答える
ファミリーが決まったら、2 番目のふるいは熱的安定性、すなわち Tg（ガラス転移温度）と Td（熱分解温度）です。
先に明確にしておくべき点があります。これは点数の列ではなく、通過可否の関門です。 しかもファミリー内の比較であり、ファミリーをまたぎません。前述のとおり、材料ライブラリではセラミック／PTFE 系の Tg 欄は N/A であり、FR-4 の Tg をそれらの行と比べることには意味がありません。
FR-4 の内部について、ライブラリが示す代表値の分布は明確です。Ventec VT-42 が Tg 140 / Td 310、Ventec VT-481 が 155 / 345、ITEQ IT180A が 175 / 345、Kingboard KB-6167F が 175 / 350、Panasonic Megtron 4 が 176 / 360、Isola 370HR が 180 / 340、Ventec VT-47 が 180 / 355、Ventec VT-447 が 180 / 380、Isola FR408HR が 190 / 360、Panasonic Megtron 6 が 185 / 410。Megtron 7、Isola Itera MT40、Astra MT77 は Tg 200 の帯、Nelco N4000-13 EP SI は 210 / 350 です。
ポリイミド系は全体として別の区間にあります。Ventec VT-901 と VT-90H が Tg 250 / Td 390、Arlon 85N が Tg 250 / Td 407、Isola P95/P25 が Tg 260 / Td 416。これが「温度サイクル」という用途値の物理的な由来です。これらの材料が「優れている」からではなく、熱的安定領域が別の場所にあるからです。
⚠️ 材料ライブラリの全表数値に対するページの限定表現は、そのまま添える必要があります。「記載値は代表値です。正確かつ完全なデータはメーカーのデータシートをご確認ください。」 上記の数値は桁感とファミリー内の相対位置を把握するためのものであり、設計確定や検収文書に入る数値はメーカーのデータシートから取得してください。
ふるい 2 の使い方は、「この基板が製造と使用の中で受ける熱履歴」をファミリー内のこの分布に突き合わせることです。層数が多く複数回の積層を通る、後工程の実装に高温工程がある、あるいは使用環境そのものが大きな温度差を繰り返す。これらがファミリー内のどの区間を取るかを決めます。最も高い行を取ることではありません。Td と Tg は併せて読む必要があります。表には Tg が同じで Td が 40°C 異なる例があります（ともに Tg 180 の VT-47 が Td 355、VT-447 が Td 380）。片方だけを見ると熱分解挙動の違いを見落とします。
4. ふるい 3：Dk/Df は電気的目標が明確になってからしか意味を持たない
3 番目のふるいは比誘電率 Dk と誘電損失 Df です。3 番目に置く理由は重要でないからではなく、明確な電気的目標がない状態ではこの 2 つの数値の良否を判断できない からです。
Dk は同じ線幅でのインピーダンスと信号伝播速度を決め、Df は誘電損失を決めます。材料ライブラリの表での幅は大きく、Dk は Taconic TLY-5 の 2.20、RT/duroid 5870/5880 の 2.33 から Rogers TMM13i の 12.85、RO3010 と TMM10i の 10.2 / 9.8 まで。Df は TLY-5 の 0.0009 から Kingboard KB-6167F の 0.017、Isola P95/P25 の 0.0179 まで分布します。
高い Dk は欠点ではなく、低い Dk も長所ではありません。対応するのは異なる回路形態です。RO3010（Dk 10.2）のような高 Dk 材料が存在する意義は、与えられた周波数で高周波構造をより小さく作れることにあります。RT/duroid 5880（Dk 2.33、Df 0.0012）のような低 Dk・低損失材料が存在する意義は、長い配線の損失を管理可能にすることにあります。これらを並べて「最良の Dk」を選ぶのは、提起されていない問いに答える作業です。
同様に、ふるい 1 でこの基板が「標準」の区分に入ったのであれば、Df 0.015 と 0.0031 の差はこの基板に観測可能な影響を与えません。そのために材料を変えることは、工程難度と材料上の制約を同時に持ち込むだけです。Df の改善に費用をかける前提は、伝送系の設計予算に誘電損失という項目が既に現れていることです。
このふるいも同じくファミリー内、かつ同一の電気的目標のもとでの比較であり、ページの限定表現も同様に伴います。代表値であり、メーカーのデータシートが基準です。表には区間で示された値もあります。Isola 370HR の Df 0.015–0.025、Ventec VT-464(D) の Dk 3.0–3.6 と Df 0.004–0.008、Nelco N4000-13 EP SI の Dk 3.3–3.7 と Df 0.007–0.008。区間そのものが、これらのパラメータが構造と測定条件に依存し単一の定数ではないことを示しています。
5. ふるい 4：製造可能性は最後であり、前の 3 つを覆せる唯一のふるい
前の 3 つのふるいはすべて材料表の内側で完結します。4 番目は表の外側です。この基板が到達すべき構造を、製造側が実際に作れるかどうか。
このふるいが不可欠なのは、基材選択が単独で成立しないからです。層数、積層構成、穴径、線幅と同時に確定されます。SKPCB 製造能力ページ が示すのは生基板製造のウィンドウです。2〜64 層、最大パネル 1250×570 mm、板厚 0.2〜6.0 mm、銅厚 0.5oz から 12oz 超、最小線幅／間隔 2/2 mil、最小穴径 0.075 mm、機械ドリル最小 0.15 mm、レーザードリル最小 0.075 mm、穴径公差 ±0.05 mm、位置精度 ±0.025 mm、アスペクト比 ≤10:1、バックドリル制御 ±0.05 mm。特殊工程にはインピーダンス制御 ±5%（標準 ±10%）、ブラインド／ベリードビア、any-layer、樹脂充填ビア、銅ペースト充填ビア、ハーフホール（castellated）、金フィンガーが含まれます。
⚠️ このページにも明確な限定表現があり、引用時には保持が必要です。「The listed windows are not universal commitments for every product; materials, stack-up, dimensions, processes and acceptance criteria are confirmed from project data.」（記載のウィンドウはすべての製品に対する普遍的な約定ではありません。材料、積層構成、寸法、工程、検収基準はプロジェクト資料に基づいて確認されます。）
実務上、ふるい 4 が問うのは 3 点です。
- 前の 3 つのふるいで選んだ材料は、この基板が必要とする層数と板厚を支えられるか。 層数と板厚が合わせて誘電体の配分を決め、穴のアスペクト比がどこに落ちるかを決めます。アスペクト比 ≤10:1 のウィンドウは硬い境界であり、材料選択と共同で作用します。材料単独の性質ではありません。多層構造自体の取捨は 多層基板の製品ページ を参照してください。
- インピーダンス要求はこの材料に Dk の一貫性を求めているか。 能力ページはインピーダンス制御 ±5% を特殊工程として挙げ、標準は ±10% としています。設計が ±5% の帯に入る段階では、材料選択は Dk の代表値を読む作業ではなくなり、その基板の構造と併せてエンジニアリング確認が必要になります。
- この組み合わせに前例があるか。 これはどのページの表からも読み取れない唯一の項目であり、設計確定前に提起すべき項目です。能力ページは自らのウィンドウがプロジェクト資料に基づいて確認されると明記しています。裏返せば、材料、積層構成、寸法、工程、検収基準を揃えて提出すれば確定的な回答が得られるという意味です。
ふるい 4 は前の 3 つの結論を覆せます。逆は起こりません。最後に置かれながら比重が最も大きい理由はここにあります。前の 3 つは表の上で選択を行い、4 番目は実際のラインで確認を行う。そして選択が正しかったかは、最終的に基板上の観測可能な結果によってしか答えられません。材料確認の工程が顕微鏡の下に至るのはこのためです。
6. 4 つのふるいをつなげて使う
順序を整理すると、これは一方向の漏斗であり、並べ替えられる 4 つの評価項目ではありません。
| 順序 | ふるい | 入力 | 出力 | 前倒しできない理由 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 材料ファミリー | 用途：標準／シグナルインテグリティ／RF・マイクロ波／温度サイクル | 1〜2 個のファミリー | ファミリー未定のままではファミリーをまたいで数値を横比較し、N/A の行を誤って排除する |
| 2 | Tg/Td | 基板が受ける熱履歴 | ファミリー内の熱的区間 | ファミリー未定では Tg が比較不能 |
| 3 | Dk/Df | 明確な電気的目標 | ファミリー内の候補型番 | 電気的目標がなければ Dk/Df に良否がない |
| 4 | 製造可能性 | 層数、板厚、穴径、線幅、インピーダンスの帯 | 実現可能な組み合わせ、または 1〜3 への差し戻し | 構造未定では検証対象がない |
ふるい 1 を先に行うことで、後続 3 つにおける無効な比較の大半が省けます。ふるい 4 を最後に置きつつ必ず実施することで、「表の上で確定し、ラインで覆される」という 1 巡が省けます。審査を 2 巡省く仕組みはこれだけです。近道があるのではなく、ふるいを逆順に使わない、という一点です。
具体的な基板種別について材料と構造の組み合わせを確認する場合は、層数、板厚、穴径、線幅、インピーダンス要求を揃えて SKPCB 材料ライブラリ のエンジニアリング窓口へ提出してください。
セルフチェック
- 既存記事との重複：
/blog/high-frequency-pcb-material-selection/、/blog/isola-material-selection-by-frequency/、/blog/ceramic-substrate-pcb-guide/、/blog/aluminum-mcpcb-thermal-management/は単一ファミリーまたは単一シナリオの深掘りであり、本稿はファミリーをまたぐ選別順序のみを扱い、型番決定は明示的にそれらへ誘導している。/blog/topics/pcb-materials（トピック集約）との分担は、あちらがデータ、本稿が意思決定順序。 - 言語品質：REVIEW_REQUIRED。用語はガラス転移温度、熱分解温度、比誘電率、誘電損失、アスペクト比、積層構成、生基板で統一し、敬体を通した。中国語からの逐語訳を避けているが、ネイティブ校閲で語調と数値表記（全角・半角、°C 表記）の最終確認が必要。製造能力ページの英語原文引用は原文を保持し括弧内で和訳した。
- キーワード：
プリント基板 基材 選定および関連表現を title / description / H1 と本文の自然な文脈に配置。独語主関键词をそのまま日本語本文へ挿入していない。 - 数値事実：すべて
/materials/の表と/capabilities/のウィンドウ原文に由来し、両ページの限定表現を本文と FAQ に保持。伸縮係数、積層の温度・圧力、prepreg 型番、誘電体厚の組み合わせ、価格、納期、歩留まりは記載せず。ファミリーをまたぐ優劣ランキングも作成していない。 - 内部リンク：locale 正しいリンク 7 本（
/ja/materials/×2、ブログ 4 本、/ja/capabilities/、/ja/products/multi-layer-pcb/）、すべてout/ja/...に構築出力の存在をstatで確認済み。/industries/*へのリンクなし。 - FAQ と本文の整合：7 項目はいずれも第 1〜5 節の判断点に対応し、本文に無い新規主張はない。
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FAQ
Q1：汎用的に最良の基材を一つ教えてもらえますか。
できません。そしてこの問い自体が、ふるい 1 が未実施であることを示しています。材料ライブラリは基材を用途別に標準、シグナルインテグリティ、RF／マイクロ波、温度サイクルの 4 区分に分けており、区分ごとの最適解は別のファミリーに存在します。用途の入力がない状態での型番推奨は推測にすぎません。
Q2：一部の材料で Tg が N/A なのはデータ欠落ですか。
欠落ではありません。材料ライブラリでは Rogers の TMM シリーズ、RO3000 シリーズ、RT/duroid シリーズ、Taconic TLY-5 の Tg 欄がいずれも N/A です。これらのセラミック／PTFE 系はガラス転移温度で熱的挙動を記述しないためです。これが Tg をファミリーをまたいで並べ替えられない直接の理由です。
Q3：Tg が高いほど信頼性が高いのですか。
いいえ。Tg は通過すべき関門であり、点数の列ではありません。基板が実際に受ける熱履歴と突き合わせる必要があり、Td と併せて読む必要もあります。材料ライブラリには Tg が同じで Td が 40°C 異なる例があります（ともに Tg 180 で、VT-47 が Td 355、VT-447 が Td 380）。なお全表の数値は代表値であり、正確かつ完全なデータはメーカーのデータシートをご確認ください。
Q4：一般的なデジタル基板ですが、低 Df 材料に変更すべきでしょうか。
まず伝送系の設計予算に誘電損失という項目が実際に現れているかを確認してください。ふるい 1 でこの基板が「標準」の区分に入っているのであれば、Df を 0.015 から 0.0031 に下げても観測可能な改善はなく、材料上の制約と工程難度を同時に持ち込むことになります。
Q5：Dk は高いほうが良いのですか、低いほうが良いのですか。
どちらも「良い」ではありません。材料ライブラリの Dk は TLY-5 の 2.20 から TMM13i の 12.85 まで分布し、高 Dk は高周波構造を小さく作るため、低 Dk・低損失は長い配線の損失を管理するためにあり、異なる回路形態に対応します。数値は代表値であり、メーカーのデータシートが基準です。
Q6：材料を決めた後で製造側から覆されることはありますか。
あります。それがふるい 4 の存在理由です。層数、板厚、穴径、アスペクト比 ≤10:1 といった構造上の制約が材料の組み合わせを逆に制限します。インピーダンスが ±5% の帯に入る場合（標準は ±10%）、材料と構造は併せてエンジニアリング確認が必要です。能力ページ自身の記載は、示されたウィンドウが普遍的な約定ではなく、材料・積層構成・寸法・工程・検収基準はプロジェクト資料に基づいて確認される、というものです。
Q7：本稿と材料ライブラリ、および高周波選定の記事との分担は何ですか。
材料ライブラリはデータ（ファミリー、型番、Tg/Td/Dk/Df、用途）を提供します。本稿はその表を使う順序を提供します。高周波および単一ファミリーの深掘り記事は、ふるい 1 を通過した後にファミリー内で型番をどう決めるかを提供します。