1. はじめに
自動車のADAS（先進運転支援システム）は、?40℃?125℃の温度サイクルおよび10?2000Hzの振動環境で長期稼働する必要があり、HDI PCB（車載カメラ、レーダー、ミリ波モジュール搭載）の信頼性は走行安全性を左右する重要要素である。業界データによると、未強化のADAS向けHDIは3000回の温度サイクル後にクラック発生率が25％を超える例が報告されている。ある自動車メーカーでは、HDI基板の低温クラックが原因でレーンキープ機能が停止し、1.2万台のリコールにつながったケースもある。
PCBGOGOはADAS HDI分野で6年以上の実績を持ち、提供するすべてのHDI PCBはAEC-Q200認証を取得し、温度サイクル寿命は5000回を達成している。本稿では、ADAS向けHDIの信頼性リスク、強化設計、材料選定および検証基準を体系的に解説し、自動車メーカーが潜在的な安全リスクを回避できるよう支援する。
2. コア技術解析
ADAS向けHDI PCBの信頼性はAEC-Q200（自動車電子部品の信頼性規格）第4章に準拠し、特に以下3つの主要リスクに対処する必要がある。
① 温度サイクルによる劣化リスク
ADAS HDIは?40℃?125℃の温度サイクル（変化率10℃/min）に耐える必要がある。一般的なHDI基材（Tg＝150℃）では3000回のサイクル後、層間剥離強度が1.8N/mmから0.8N/mmまで低下し（AEC-Q200要求値は1.0N/mm以上）、クラック発生の主因となる。対策として、Tg≥170℃かつ靭性係数≥3.5の基材使用が推奨される。
② 振動環境での断線リスク
ADAS搭載領域は10g（10?2000Hz）の高振動環境となるため、盲埋ビアおよび配線の接続部が破断しやすい。IPC-6012（車載向け付録）に基づき、盲埋ビアの銅厚は20μm以上、配線コーナーの曲率半径は0.1mm以上とする必要がある。
③ 湿熱環境による特性劣化
85℃/85％ RH環境では、HDI基材の誘電率が安定（変動±0.2以内）していることが必須である。誘電率の変動が大きいとレーダー信号の減衰が15％以上増加し、AEC-Q200 Clause 4.7の不合格要因となる。
ADAS向け主要基材としては以下が広く採用されている。
?SHENGYIS2116：Tg＝165℃、靭性係数3.8、層間剥離強度1.9N/mm
?Rogers RO4835：Tg＝280℃、湿熱環境で誘電率変動±0.05
?はんだ材：SnAg3.0Cu0.5（融点217℃、低温靭性に優れる）
これらはすべてPCBGOGOの「車載材料認証プロセス」を通過している。
3. 実装ソリューション
3.1 信頼性を高めるための三段階設計（材料-構造-工法）
● 材料アップグレード
① 基材選定
生益 S2116（Tg＝165℃）を基本とし、エンジンルーム周辺など150℃環境が想定されるADAS用途ではRogers RO4835（Tg＝280℃）へアップグレードする。基材厚み公差は±0.03mm、AEC-Q200 Clause 4.2に基づき検証する。
② はんだ材とIMC管理
SnAg3.0Cu0.5を採用し、パッド銅厚は2oz、IMC層は0.8?1.2μmに管理する。IMCが薄すぎると剥離、厚すぎると脆化を招くため、金相顕微鏡で確認する。
③ 耐熱型ソルダーレジスト
150℃で1000h保持しても変色しない高耐熱タイプを採用し、IPC-SM-840E Class 3に準拠する。
● 構造最適化
① 盲埋ビア設計
直径0.2mm、銅厚20μm以上、フィル充填率99％以上とし、IPC-A-600G Class 3に基づきX-Rayで空洞をチェックする。
② 配線設計
線幅0.15mm以上、線間0.15mm以上、曲率半径0.1mm以上を確保する。電源ラインは0.3mm以上、銅厚2ozを推奨する。
③ エッジ補強
PCB端部の振動集中領域はFR-4補強板（厚み0.5mm）を追加し、エポキシ接着剤で固定する。補強後は曲げ強度が約40％向上する（PCBGOGO測定）。
● 工法-製造プロセス管理
① 圧着条件
生益 S2116は160℃±5℃、25kg/cm2、80minの圧着条件で基材脆化を防ぐ。
② 電解銅めっき
盲埋ビアの電流密度1.6A/dm2、30minで銅厚20μm以上、均一性±1μm以内に管理する。
③ 洗浄プロセス
超音波洗浄＋イオン残渣検査で、残渣量を1.5μg/inch2以下とし、IPC-TM-650 2.3.28に準拠する。
3.2 信頼性検証（温度-振動-湿熱）
● 温度サイクル試験
AEC-Q200 Clause 4.3に基づき、?40℃（30min）?125℃（30min）を5000回繰り返す。試験後に以下を確認する。
?層間剥離強度 ≥ 1.0N/mm
?導通抵抗変化率 ≤ 10％
?クラック、剥離なし
PCBGOGOの高低温試験装置（JPE-TH-500）で実施。
● 振動試験
AEC-Q200 Clause 4.4に基づき、10?2000Hz、10g、XYZ三方向各2hを実施。盲埋ビアの断裂や配線剥離がないことを確認する。
● 湿熱試験
AEC-Q200 Clause 4.7に基づき、85℃/85％ RHで1000h保持し、以下を確認する。
?誘電率変動 ≤ ±0.2
?絶縁抵抗 ≥ 101?Ω
PCBGOGOの湿熱装置（JPE-HH-300）で評価。
まとめ
ADAS向けHDI PCBの信頼性確保は、AEC-Q200を基準とした「材料アップグレード-構造最適化-製造プロセス管理?信頼性試験」の一連の閉ループが不可欠であり、特に温度サイクル耐性と振動耐性が核心となる。
PCBGOGOは、自動車向けADAS HDIに特化したサービスとして、
?車載材料トレーサビリティ（各ロットでAEC-Q200準拠レポート提供）
?温度-振動-湿熱の事前信頼性試験
?量産パラメータの固定化（偏差±2％以内）
を提供し、車載品質要求に確実に適合するHDI PCBを量産支援する。
