重要ポイント224G PAM4を想定した高速基板の材料は、Dk・Dfの数値だけで決めず、対象チャネルの損失条件、配線・積層、銅箔、データの測定条件をそろえて比較します。

材料データシートの数値が低いほど、実際の基板でも必ず信号品質がよくなるとは限りません。必要な性能はインターフェースの仕様とチャネル全体で決まるため、材料を選ぶ前に設計条件と評価方法を整理する必要があります。

この記事では、224G PAM4の前提を簡潔に確認したうえで、候補材料を比較するための資料、Dk・Df以外に見る項目、選定の進め方をまとめます。特定メーカーやグレードの推奨、PCBgogoの対応材料・製造実績は扱いません。

224G PAM4の前提を確認する

PAM4は4つの信号レベルを使い、1シンボルで2ビットの情報を表す変調方式です。ただし「224G PAM4」という呼び方だけでは、対象インターフェースの規格、実際のシンボルレート、チャネル条件までは決まりません。

OIFのCEI-224G Frameworkでは、224 Gbps/レーンを実現する選択肢の一つとして、PAM4を112 GBdで動作させる構成を説明しています。同資料はPAM4以外の変調方式も検討対象として挙げています。したがって、材料比較の前に、対象システムで採用するインターフェースと伝送条件を仕様書で確認してください。

高速チャネルでは挿入損失やリターンロスなどを含む信号品質の評価が必要です。材料単体の特性だけでなく、配線長や層構成、ビア遷移を含めたチャネル全体の条件を先にそろえます。

材料を比べる前に設計資料をそろえる

最初に、対象インターフェースの要求仕様と許容損失、伝送経路の長さ、層構成、配線方式、線幅・間隔、基準層、ビア遷移を整理します。評価でSパラメータなどを使う場合は、周波数範囲や評価基準も合わせて確認します。

次に、候補材の正式なデータシートを用意し、Dk・Dfの値だけでなく、測定周波数、試験方法、材料の厚さや構成を記録します。IPCに掲載された高周波基板材料の技術資料でも、測定方法によって同じ材料の値に差が出ることや、回路設計・材料構成が見かけのDkに影響することが説明されています。

設計資料がそろっていない段階でカタログ値だけを並べても、実設計での優劣は判断できません。候補材料を比較するときは、まずデータの測定条件がそろっているかを確認しましょう。

Dk・Df以外に銅箔と積層条件も確認する

Dk（比誘電率）とDf（誘電正接）は材料比較の重要な指標ですが、周波数や測定方法が異なる値をそのまま横並びにすることはできません。同じ名称の材料でも、厚さや構成が異なる場合はデータの前提を確認します。

導体側では銅箔の種類や表面粗さ、基板側では誘電体厚や積層構成が、伝送線路の損失やインピーダンス設計に関係します。さらに、配線形状と長さ、ビアの構造や遷移もチャネル特性に関わります。低損失CCLの選定では、Dk・Df・Tgなどの確認項目を整理し、銅箔の仕様をどう伝えるかは高周波基板の銅箔仕様も参考にしてください。

そのため「低Dk・低Dfなら最適」と決めつけず、材料、導体、積層、配線、ビアを含めて評価します。具体的な数値や材料グレードは、対象チャネルの仕様と候補材のデータシートがそろった段階で比較してください。

候補材料を絞る手順

1. 対象チャネルの条件を確定する：インターフェース仕様、損失条件、配線長、層構成、ビア遷移を設計資料で確認します。

2. データシートの条件を照合する：Dk・Dfの測定周波数、方法、材料厚、構成を候補間で比較できる形にそろえます。

3. チャネル全体で候補を評価する：銅箔や積層、配線形状、ビアを含めてシミュレーションし、必要に応じて評価基板でも確認します。

4. 製造条件は個別に確認する：試作・量産を見据えた材料の供給条件や製造先の対応可否は、候補が絞れた後に個別確認します。

最終的な判断は、材料の一般的な評判ではなく、対象チャネルの要求に対して解析・評価結果が合うかで行います。仕様に応じて候補材や製造条件が変わるため、確認可能な資料と前提条件をセットで記録しておくと、関係者間の比較もしやすくなります。

まとめ

224G PAM4向けの材料選定では、最初にインターフェースとチャネルの条件を確認し、測定条件がそろったデータシートで候補を比較します。Dk・Dfに加えて銅箔、積層、配線長、ビアを含む評価が必要です。

基板材料や製造に関する情報を確認する際は、PCBgogo公式サイトをご覧ください。この記事では特定の材料の採用可否やPCBgogoの224G対応を示すものではありません。実際の対応条件は、対象仕様に基づく個別確認が必要です。