PCBプリプレグとPCBコアは、 PCB製造これらは基板の構造を決定し、電気性能に影響を与え、PCBの耐久性を確保します。しかし、PCB設計の初心者の中には、この2つの材料についてまだ混乱している人もいます。「これらは同じものなのか？」「互換性があるのだろうか？」と。答えは絶対に「いいえ」です。この記事では、これら2つの材料について説明し、PCBプリプレグとコアの違いを詳しく見ていきます。
PCB プリプレグとは何ですか?
PCBプリプレグ プリプレグは、樹脂を予め含浸させた、部分的に硬化したガラス繊維布で、多層PCBの絶縁・接着層として機能します。銅箔とコアの間に配置され、電気絶縁性と構造強度を確保します。ハンバーガーを想像してみてください。プリプレグは、パンとハムの間に挟まれたチーズのようなものです。熱と圧力によって樹脂が流動し、硬化して層を接着します。さらに重要なのは、プリプレグの化学的性質をカスタマイズすることで、選択的な導電性を実現できることです。つまり、一部の領域は導電性を持ち、他の領域は絶縁性を維持するということです。一方、プリプレグの樹脂含有量と繊維の織り方向は、機械的および電気的性能を決定づけるため、信頼性の高いPCBの製造と設計にとって非常に重要です。
一般的なプリプレグの種類とその典型的な特性
| プリプレグタイプ | 積層後の厚さ（mm） | 典型的な樹脂含有量 | 代表的なアプリケーション |
| 1080 | 0.065〜0.085 mm | 高（≈65～68%） | HDIボード、薄い誘電体間隔、制御されたインピーダンス、高速層 |
| 2116 | 0.115〜0.155 mm | 中程度（≈55～60%） | 標準多層 PCBスタックアップ |
| 7628 | 0.17〜0.20 mm | 低い（≈40～45%） | 電源ボード、構造強化、より厚い誘電体の要件 |
PCB コアとは何ですか?
PCBコアは、完全に硬化したガラス繊維エポキシ積層板で、通常はFR4から作られ、両面に銅箔が貼られています。プリント回路基板の剛性ベースとして機能し、機械的強度、平坦性、寸法安定性を提供します。部分的に硬化して流動性のあるプリプレグとは異なり、コアは強靭で安定しており、積層中に変形しません。多層PCBでは、内層となるコアに銅配線と電源プレーンが配置され、プリプレグはそれらを接合するために使用されます。性能要件に応じて、耐熱性を高めるためにポリイミド、RF用途向けにRogersなどの高周波積層板を使用することもできます。
一般的なPCBコアの種類とその特性
| コアタイプ | 標準厚さ（mm） | 材料オプション | 誘電特性 | 代表的なアプリケーション |
| FR4コア | 0.1/0.2/0.4/0.8/1.0/1.6 | 標準FR4 / 高Tg（Tg170～180） | Dk ≈ 4.2–4.7 / Df ≈ 0.015–0.020 | 一般的な多層PCB、ほとんどの民生用電子機器 |
| ポリイミドコア | 0.1-0.8 | ポリイミドラミネート | 高温、低熱膨張 | 自動車、産業、航空宇宙 |
| 高速コア | 0.1-0.5 | メグトロン 6 / イゾラ I-スピード / タキオン 100G | 低Dk（3.2～3.7）、低Df（≤0.005） | 高速デジタル（PCIe、DDR4/DDR5）、ネットワーク |
| RF/マイクロ波コア | 0.13-3.2 | ロジャース 4350B / 4003C / タコニック / PTFE | DK 2.2～3.5、超低DF | RFフロントエンド、アンテナ、通信ボード |
| メタルコア（MCPCB） | 1.0～3.2（アルミニウムまたは銅） | アルミニウム/銅基板 | 良好な熱伝導率 | LED、パワーエレクトロニクス、モータードライバー |
PCB スタックアップにおける PCB プリプレグとコアの連携の仕組み
多層PCBでは、プリプレグとコアを積層することで、一枚の基板を形成します。この工程でプリプレグは軟化し、銅層とコアに接着することで、良好な接合性と絶縁性を実現します。積層体を加圧・加熱（約180℃）すると、プリプレグ内の樹脂が流動・硬化し、一体化した構造を形成します。冷却すると、正確な誘電体間隔と強固な層間結合を備えたリジッド基板が得られます。
6層PCBスタックアップの例:
プリプレグとコアの違いは何ですか？
PCB プリプレグと PCB コアの違いを簡単に説明します。
| 側面 | PCBプリプレグ | PCBコア |
| 材料組成 | 部分的に硬化した樹脂を含むガラス繊維布 | 完全に硬化した樹脂を使用したグラスファイバーラミネート |
| 演算 | 積層中に層を結合し絶縁する | 構造サポートと銅層を提供 |
| 硬化段階 | ラミネート中に柔らかくなり、硬くなる | すでに完全に硬化して硬くなっている |
PCB プリプレグとコアの主な違い:
- 硬化段階
PCBプリプレグとPCBコアの主な違いの一つは、硬化プロセスです。コアは完全に硬化して硬くなりますが、PCBプリプレグは半硬化状態です。この違いが、製造中の各材料の挙動を決定します。
- PCB構築における機能
コアは基板の構造基盤として機能し、強度、機械的支持、そして信号配線用の内部銅層を提供します。一方、プリプレグはコアと銅箔の間の接着層および絶縁層として機能し、層間の強力な接着と電気的絶縁を確保します。
- 柔軟性とカスタマイズ
コアは既に硬化しているため、電気的および機械的特性は固定されています。一方、プリプレグはより柔軟性が高く、樹脂の種類、樹脂含有量、ガラスの織り方を調整することで、基板の誘電率、厚さ、樹脂の流れを微調整できます。
プリプレグとコアは機能が異なり、PCB スタックアップ内の異なる位置に配置されますが、共通の材料特性と機能を共有しており、連携して動作することでボードの構造的完全性と安定したパフォーマンスを実現します。
- PCB プリプレグとコアは両方とも、FR4、ポリイミド、またはその他の高 Tg 材料などの樹脂で強化されたグラスファイバーで作られています。
- どちらの材料も基板の誘電特性に影響を与え、信号品質とインピーダンス制御に影響を及ぼします。誘電率（Dk）と 散逸率 (Df) PCB のすべての層にわたって一貫した電気性能を確保するには、慎重に一致させる必要があります。
結論
まとめると、PCBプリプレグとコアはどちらも回路基板の製造に不可欠な部品であり、機能的で信頼性の高いPCBを形成するために連携して機能します。コアはPCBの土台となる役割を果たし、プリプレグは積層時に層間の接合と絶縁を行います。適切な組み合わせを選択することで、PCBは電気的、熱的、そして機械的なストレス下でも信頼性の高い動作を保証します。
MOKO Technologyでは、高品質のプリプレグとコアを使用し、IPC-6012やISO 9001などの国際規格に準拠した堅牢な多層PCBを製造しています。標準的なプロトタイプから高速設計まで、当社のエンジニアリングチームがお客様のプロジェクトに最適な材料の選択をお手伝いします。
PCBプリプレグとコアに関するよくある質問
- PCB のコアとプリプレグの違いは何ですか?
PCB プリプレグは、積層中に層を結合および絶縁するために使用される半硬化ガラス繊維材料であり、PCB コアは、機械的強度を提供し、内部回路層を形成する、両面に銅が付いた完全に硬化した積層体です。
- PCB におけるプリプレグの目的は何ですか?
プリプレグは銅層間の隙間を埋め、絶縁体を形成し、積層中に結合を提供し、インピーダンスと信号の整合性に必要な誘電体間隔を制御します。
- PCB に適したプリプレグを選択するにはどうすればよいですか?
インピーダンス、厚さの要件、樹脂含有量、信号の種類によって異なります。薄いプリプレグ（1080）はHDIまたは高速層に使用され、厚いプリプレグ（7628）は電源基板に適しています。
