計測器や産業用コントローラ、屋外監視装置、医療機器などは、?40℃から85℃という広い温度範囲で使用されることが一般的です。このような環境では、PCBの温度ドリフト性能が測定精度や装置の信頼性に直結します。業界データでは、低温漂対策を行っていないPCBの場合、温度が10℃変化すると抵抗値が2％から5％変動し、容量値の偏差が10％を超えるケースもあり、最終的に計測誤差が大幅に増加します。

PCBGOGOは電子製造分野で10年以上の経験を持ち、4つの自社生産拠点、環境試験設備、材料開発力を活かし、計測器分野向けの低温漂PCBソリューションを提供しています。既にハイアール、九陽、魚躍をはじめとする企業に採用されており、本稿では低温漂の主要要因を踏まえながら、材料選定、製造工法、設計改善の実践ポイントを解説します。

低温漂に影響する要因と評価基準

1. 低温漂の主要評価指標

計測器向けPCBでは以下の3項目が重要な指標となります。

1. 電気抵抗温度係数 TCR
   銅箔のTCRは1.5×10??/℃以下が望ましく、これはIPC-4562の基準に準拠します。

2. 誘電率の温度安定性
   温度が10℃変化した際、誘電率εrの変動が±0.05以内であること。

3. 寸法安定性
   温度サイクル試験後の板厚変化率が±0.5％以内（GB/T 4677-2017 5.8項）。

2. 低温漂を左右する核心要因

基材の特性
一般的なFR-4は温度上昇に伴い誘電率が増加しやすく、TCRも高い傾向があります。高TGや低損失基材（生益S1130、Rogers RO4350B）は温度安定性に優れます。

銅箔の品質
電解銅箔は圧延銅箔に比べTCRが高く、厚さのばらつきが温度ドリフトの原因となります。

製造工法
積層温度の不均一や樹脂の未硬化により内部応力が残留すると、温度変化時に変形や性能変動が発生します。

表面処理
スプレー式はんだ（HASL）は低温環境で脆化し、接触抵抗が変化しやすいため、ENIGやImmersion Silverがより安定します。

3. 業界でよくある誤認

?基材ばかりに注目し、銅箔や製造プロセスを軽視する
?常温試験のみで環境耐性を評価してしまう
?温度補償回路を設けず、PCB自体の性能に依存する

低温漂PCBを実現する総合最適化戦略

1. 材料選定 温度依存性を源流から抑制

基材
?産業用計測器には、SHENGYIS1130（TG=170℃、TCR=1.2×10??/℃）を推奨します。?40℃から85℃で誘電率変動は±0.04以内です。
?医療機器など高精度用途にはRO4350B（TG=280℃、TCR=8×10??/℃）が適しています。
?PCBGOGOの基材はすべてROHSとREACHを取得し、評価用サンプルを無償提供します。

銅箔
?圧延銅箔（Ra≤0.2μm）を推奨
?内層は2oz 外層は1ozを標準とし、銅厚均一性±5％以内を保証します。

表面処理
?医療機器には金厚1μm以上のENIG
?産業用にはImmersion Silver
PCBGOGOの自動電解ラインでは層厚のばらつきを±0.1μm以内に管理します。

2. 製造工法の最適化 内部応力の低減による安定性向上

積層工法
?温度勾配は5℃/min、硬化温度180℃、保持120min
?冷却は自然冷却を採用し、応力集中を抑制します。

エッチング工法
?スプレー式エッチングを採用
?温度45±2℃、エッチング速度2μm/minの安定運転
?AOIによる線幅精度検査を全数工程で実施します。

成形工法
?CNC成形で切削速度を50mm/sに制御し、発熱による応力を抑制します。

3. 設計面での改善 温度ドリフトを構造的に補償

回路設計
?精密測定ラインにPT1000などの温度補償素子を追加
?PCBGOGOのエンジニアが回路設計との協調最適化を支援します。

構造設計
?基板端に0.5mm以上の膨張吸収スペースを確保
?温度影響を受けやすい端部ではなく、基板中心部に重要素子を配置します。

配線設計
?電源ラインは1mm以上の幅広配線
?GNDは全面銅箔でインピーダンス変動を抑制します。

4. 信頼性検証 実際の環境を再現した試験体制

環境試験
?PCBGOGOの恒温恒湿試験機により、?40℃から85℃の温度サイクルを100回実施
?抵抗、絶縁抵抗、インピーダンス変動を±3％以内で管理します。

応力試験
?銅箔剥離強度は1.5N/mm以上（IPC-6012準拠）

寸法安定性試験
?高精度二次元測定機で板厚と線幅変化率を±0.3％以内に評価します。

まとめ

低温漂PCBの設計と製造は、材料選定、工法管理、回路設計、信頼性検証の各工程を総合的に最適化することが重要です。特に材料の温度安定性、積層プロセスの応力低減、温度補償設計は、計測器の精度を左右する核心要素です。

PCBGOGOは、高TGおよび低損失基材の選定支援、精密製造、環境試験までをワンストップで提供し、計測器メーカーの低温漂課題を解決します。

高精度と高信頼性が求められる計測機器分野において、PCBGOGOは最適な製造パートナーとして企業の製品性能向上に貢献します。