
1.6層基板の業界応用とニーズの違い
6層基板は「多層連携 - 高速信号 - 大電流対応」という強みを持ち、自動車電子、産業制御、民生電子、医療機器、高周波通信といった主要分野で広く利用されます。各業界ごとに求められる要件は大きく異なります。
自動車電子では、高温(-40℃?150℃)や強振動(20g)への耐性、10年以上の高信頼性が必須であり、ISO 26262の機能安全基準に適合する必要があります。
産業制御分野では、広温度範囲(-40℃?85℃)、油や粉塵に強い耐環境性、強力なEMC対策(Class B以上)が求められ、IEC 61010の安全基準に準拠します。
民生電子では、基板厚1.2mm以下の薄型化、10Gbps以上の高速信号処理、低コストが重視され、RoHS 3.0の環境規格を満たす必要があります。
医療機器では、生体適合性、アルコールや高温による消毒耐性、年間故障率0.01%以下の高安定性が必須であり、ISO 13485の認証が前提となります。
高周波通信分野では、10GHzでの誘電正接(Df)0.004以下、クロストーク-30dB以下、高いシールド性能が要求され、IEEE 802.3などの国際標準に対応します。
PCBメーカーは「業界ごとのニーズに応じた適応」と「カスタマイズ設計」を軸に、最適な6層基板ソリューションを提供することが重要です。
2.業界別6層基板のカスタマイズ設計と工法適応
自動車電子分野:高温耐性と機能安全の確保
自動車ECU、車載レーダー、バッテリーマネジメントシステム(BMS)などでは、耐熱性の高い高Tg FR-4基材を用い、電源層 - 接地層の銅厚を強化する設計が採用されます。過酷な振動環境でも信頼性を維持するため、樹脂塞孔+無電解金めっきによるビア加工を行い、ISO 26262のASIL-B/Dレベルの機能安全に対応します。さらに、IATF 16949の品質マネジメントに基づき、AEC-Q200試験をクリアすることが必須です。
産業制御分野:強力なEMC対策と耐環境性
産業用PLCやインバータでは、EMCノイズを抑えるために「信号層と電源層」「低速信号層とグランド層」をペアにした積層設計を採用します。基材は-40℃から85℃まで安定するワイドレンジFR-4を選定し、耐油性のあるソルダーレジストを使用します。さらに、パワー信号層には厚銅処理を施し、大電流にも対応可能な構造とします。IEC 61010-1に準拠し、EN 61000-6-2 EMC規格に適合させることが求められます。
民生電子分野:軽量 - 薄型かつ高速対応
ルーター、ゲーミングノートPC、VR機器などの民生製品では、1.2mm以下の薄型6層基板設計が主流です。PCIe 5.0や10Gbps以上の高速信号に対応するため、シグナルインテグリティ解析を行い、挿入損失を抑えたインピーダンス制御配線を採用します。材料には低誘電率 - 低損失の高速FR-4(例:生益S1000-2)を使用し、環境規格RoHS 3.0やREACH規制を満たすことが必須となります。
医療機器分野:生体適合性と高信頼性
医療用モニターや診断装置では、ISO 10993に基づいた生体適合性FR-4を用い、反射を抑えたソルダーレジストを採用します。外部からの電磁干渉を避けるため、シールド層を追加した積層設計を行います。また、無鉛無ニッケルの金めっきを用い、アレルギーリスクを低減させます。IEC 60601-1に準拠し、平均故障間隔(MTBF)10万時間以上を実現することが求められます。さらに、121℃の高圧蒸気滅菌や過酸化水素低温プラズマ滅菌にも耐える設計が必要です。
高周波通信分野:低損失と高シールド性能
5G基地局や衛星通信機器では、28GHz帯の高周波信号に対応するため、Rogers 4350Bなどの低損失基材を使用します。伝送路にはマイクロストリップライン構造を採用し、インピーダンスを50Ω±2%に制御します。さらに、銀めっき処理やメタルシールドキャビティを施すことで、シールド性能60dB以上を確保します。これにより、IEEE 802.11adや3GPP 5G規格に適合し、過酷な温湿度条件下でも安定した信号特性を維持します。
3.6層基板のカスタマイズサービスフロー
PCBメーカーは、顧客の業界特有の要求を正確に把握し、設計から製造 - 検証まで一貫したカスタマイズサービスを提供します。まず、顧客のアプリケーション環境や性能要件を整理し、「カスタマイズ仕様書」を作成します。続いて、ANSYSなどを用いたシミュレーション設計を行い、DFMレビューを通じて量産性を確保します。
試作段階では72時間以内の高速試作を行い、電気特性や信頼性テストを経て量産に移行します。量産段階ではバッチごとに信頼性評価を実施し、合格率99%以上を維持します。さらに、5年間の長期保証と迅速なアフターサービスを通じて、顧客の生産ラインの安定稼働を支援します。
4.PCBメーカーに求められる業界適応力
6層基板の供給においては、各業界に特化した技術チームの育成、最新設備の導入、材料サプライチェーンの確立が重要です。自動車向けには高信頼基材、医療向けには生体適合油墨、高周波向けには低損失PPなどを安定供給できる体制が必要です。また、IATF 16949、ISO 13485、MIL規格などの国際認証を取得し、顧客監査や内部監査を通じて継続的な改善を実施することが求められます。
このように、6層基板の業界適応とカスタマイズ設計は、単なる製造技術にとどまらず、信頼性 - 環境適合性 - 標準規格対応力を含む総合的な対応力が問われます。PCBメーカーがこれらの力を備えることで、自動車 - 産業 - 民生 - 医療 - 高周波通信といった多様な分野で顧客の信頼を獲得し、持続的な競争優位を築くことができます。