FR4とは?
FR4は、エポキシ樹脂とガラス繊維の複合材でできたPCB基材の等級を指します。この材料には、特に難燃性が備わっていることから、その特性（Frame Retardant）に従って命名されています。また、後ろの番号（この場合は「4」）は、UL94V-0により定義されている難燃性の等級を示します。
材料の分類を示すものであるため、FR4材料群の組成、さらには同材料の切削の要件が大幅に異なる場合があります。たとえば、吸水性、融点、誘電率といった材料特性は、その組成によって、材料またはサプライヤーごとに異なる場合があります。
FR4の用途
FR4は難燃性と絶縁性が高く、比較的安価に生産できることから、標準的なPCBに最適な材料です。そのため、FR4は、自動車分野、家電分野、医療技術分野など、電子製品の需要が高いあらゆる業界で幅広く利用されています。
材料の組成を調整できることから、一定範囲の特殊な要件にも対応できますが、特殊な用途、たとえば最終製品への実装スペースがかなり限られている場合や、きわめて高い熱伝導率が求められている場合などの用途では、ほかの材料の採用も検討することをおすすめします。
FR4の利点
レーザーによるFR4の切削
デパネリング手段としてレーザーを使用すると、さまざまなFR4基材をかなり安価に加工できます。そのため、フライス加工や打ち抜きなどの機械式加工法に代わる魅力的な加工法といえます。レーザーには複数の利点があります。まず、非接触加工ができるため、材料に機械的ストレスがかかりません。次に、故障の原因となりうる切削粉がたまりません。
LPKFには、レーザーデパネリング分野とFR4固有の要件への対応に長年の実績があるため、お客様のご要望に応じて加工品質や加工時間を最適化できます。レーザーを使用することで、一般的なFR4に対し高品質な切断面と迅速なカット速度をご提案します。これは、機械加工では再現できないものです。
LPKFは、その CleanCut技術により、さらなる強みとして、FR4を最大限クリーンに加工することができます。これにより、粉塵だけでなく、材料が炭化することもなくなります。加工中はとりわけ材料の焼けや炭化が発生しないよう、熱エネルギーを抑制しています。
このように、レーザーの特性をフル活用しての加工を行っています。ほかのレーザー技術プロバイダーと比較しても、類を見ないセールスポイントの1つでもあります。LPKFは、技術的クリーン度を保証できる点と関連工程上のノウハウと知識において市場をリードする存在です。
基材に接着剤や銅などの添加剤が使用されたFR4材料も、レーザーを使用することでかなりクリーンかつ効率的にカットできます。このことは、たとえば、FR4のほか、成形部品と場合によっては銅も切断する必要のある システム・イン・パッケージ(SiPs) をカットする場合にあてはまります。
他の加工方法やとサプライヤーでは技術上の制約からこういったアプリケーションには十分な対応ができませんが、柔軟性を備えたレーザー工法を採用すると、優れたカット品質と切削性能が常に保証されます。