6層基板は多層構造のため、使用環境や電気的負荷の影響を受けやすく、さまざまな故障モードが発生しやすいです。環境ストレス（温度、振動、湿度）や電気ストレス（電流、電圧）によって、機器寿命が本来の5年から1?2年に短縮することもあります。

代表的な故障モードには以下のようなものがあります。

 層間故障：層間剥離強度が0.8N/mm未満になることで、信号伝送断や電源短絡が発生し、全体の35%を占めます。

 ビア故障：空洞率5%以上のビアや電解銅層の剥離により接触抵抗が上昇し、50mΩ以下から200mΩ以上に悪化する事例があり、全体の25%を占めます。

 回路故障：銅箔腐食や高温による線幅劣化で電流容量が低下し、35μm銅箔の電流許容値が8A/mmから5A/mmに減少する場合があり、全体の20%を占めます。

 ソルダーマスク故障：剥離やクラックによって銅箔が露出し、腐食を引き起こすもので、全体の20%を占めます。

PCBメーカーは材料選定、プロセス最適化、テスト検証を通じて信頼性システムを構築し、年間故障率を0.1%以下に抑える必要があります。

 二、6層基板の環境信頼性保証対策

 1. 高温および熱サイクル信頼性

高Tg FR-4（Tg170℃以上）やポリイミド基材（Tg250℃以上）を採用し、熱分解温度を300℃以上に設定することで、高温環境下でも基材の軟化を防ぎます。また、耐熱性PP（例：2116型、Tg150℃以上）を使用し、層間応力を低減します。

製造面では、対称構造の積層設計を行い、-40℃?125℃の熱サイクルを1000回繰り返した後でも反り率を0.15%以下に抑えます。さらに、孔壁銅厚35μm以上の厚銅めっきを採用することで、接触抵抗の変化を10%以内に制御します。

検証試験として、IEC 60068-2-14の熱サイクル試験や150℃で1000時間の高温保存試験を実施し、基材Tgの低下を5℃以内、銅箔密着力の劣化を15%以内に抑えます。

 2. 湿度および耐食性信頼性

ソルダーレジストには耐湿性インク（例：Akzo Nobel 777）を使用し、吸水率を0.5%以下に抑えます。表面処理は耐腐食性に優れるENIG（無電解金めっき、Au層厚0.1μm）を推奨し、塩水噴霧試験で96時間の耐性を確保します。

また、積層前のPP乾燥処理（80℃で4時間）を徹底し、含水率を0.1%以下に抑えることで層間剥離を防止します。設計面では、基板エッジにコンフォーマルコーティングを塗布し、腐食速度を半減させます。さらに、ビアには樹脂埋め＋ソルダーレジストカバーを採用し、湿熱環境でも絶縁抵抗10?Ω以上を維持します。

 3. 耐振動および機械的信頼性

延性15%以上の高伸び銅箔を使用することで、2000Hz - 20gの振動試験1000時間後もクラックを防ぎます。部品パッドの周囲には放熱銅を配置し、部品脱落率を0.1%以下に抑えます。基板厚を1.6mm±0.1mmとすることで、曲げ強度を300MPa以上確保します。

検証試験はIEC 60068-2-6の振動試験やIEC 60068-2-27の衝撃試験を実施し、部品脱落や層間剥離がないことを確認します。

 三、6層基板の電気的信頼性保証

 1. 電源ネットワークの信頼性

電源層には銅厚70μm以上を使用し、電流15A/mm以上の許容を確保します。電源層とGND層の間隔を0.2mm以下とし、電源インピーダンスを0.01Ω以下@100MHzに制御します。

ビア設計では、0.3mm径で1A、0.6mm径で5Aの許容を基準とし、大電流には複数ビアを並列配置します。めっき銅厚35μm以上を確保し、通電1000回後も接触抵抗変化を10%以内に抑えます。

 2. 信号完全性の信頼性

高速信号の特性インピーダンスを±5%以内に制御し、クロストークを-25dB以下@10GHzに抑えることで、誤り率10?12以下を維持します。信号層と電源層の間にGND層を挿入することで、ノイズ減衰30dB以上を実現します。

ネットワークアナライザによる挿入損失、反射損失、クロストーク試験を行い、10GHzで挿入損失1dB/100mm以下、反射損失-18dB以下を満たすことを確認します。

 四、6層基板の信頼性試験体系と国際規格

PCBの信頼性評価は、IPCやIEC、業界ごとの標準規格に基づき実施します。

 基本試験：外観検査、導通検査、絶縁抵抗試験

 環境試験：熱サイクル試験（-40?125℃、1000回）、湿熱試験（85℃/85%RH、1000時間）、塩水噴霧試験（48?96時間）、振動試験（10?2000Hz、20g、1000時間）

 業界特定試験：自動車分野（IATF16949に基づく熱衝撃試験や耐油試験）、医療分野（ISO10993に基づく生体適合性 - 滅菌試験）、航空宇宙分野（MIL-STD-883に基づく放射線試験 - 真空試験）

これらの試験により、6層基板の長期信頼性と多様な産業用途への適合性を保証します。