基板のビア種類と構造比較とは
株式会社フォスターでは、PCBビアの断面解析・スルーホールのはんだ充填率評価・ビア接続信頼性の評価を実施しています。
ビア（Via）はプリント基板の異なる層間を電気的に接続する孔構造で、スルーホールビア・ブラインドビア・バリードビアの3種類が主に使用されます。ビアの選択は基板密度・コスト・信頼性に直接影響するため、設計段階での正しい選択が重要です。特に車載用途では振動・温度サイクルに対するビアの信頼性が製品寿命を左右します。
ビアの種類と構造比較
各ビアタイプの構造と特性を理解することで、高密度・高信頼性実装の最適設計が可能になります。
| ビアの種類 | 貫通範囲 | コスト | 用途 | 信頼性ポイント |
|---|---|---|---|---|
| スルーホールビア（PTH） | 全層貫通 | 低 | 汎用・標準品 | アスペクト比管理（≦10:1） |
| ブラインドビア | 外層〜内層（非貫通） | 高 | HDI・BGA接続 | 小径形成精度・デスミア管理 |
| バリードビア | 内層間のみ | 最高 | 高密度多層 | 積層工程での位置合わせ精度 |
| スタックドビア（積層） | ブラインド+バリード積層 | 最高 | 最高密度HDI | フィルドめっきの充填品質 |
車載基板でのビア信頼性評価
車載温度サイクル（−40℃〜+125℃）ではz方向CTE（FR-4で約60〜70 ppm/℃）が銅箔（約17 ppm/℃）の約4倍あり、スルーホールビアの銅めっき層に繰り返し引張応力が加わります。高アスペクト比（孔深さ/孔径）のビアほどクラックリスクが高く、IPC-6012規格ではアスペクト比10:1以下が標準です。
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よくある質問
ビアインパッドとは何か？
BGA等のパッドの直下にビアを配置する設計で、省スペース化に有効です。フィルドビア（銅めっき充填）でパッドを平坦化し、はんだボールとの接合品質を確保します。
マイクロビア（レーザービア）の直径はどのくらいか？
レーザードリルによるマイクロビアは直径50〜150μm、深さ100μm以下が一般的です。機械ドリルの最小径（約0.2mm）より細い高密度接続に使われます。
ビアの断面検査で確認すべき項目は？
めっき厚（IPC-6012クラス3では最小25μm）・充填率・バレルクラック・コーナークラック・デラミネーションを確認します。断面研磨後のSEM観察が標準手法です。
ファン・アウト（Fan-out）ビアとは何か？
BGAパッドから引き出した配線をスルーホールビアに接続する設計です。ブラインドビアを使うと外層スペースを有効活用でき、より高密度のBGAに対応できます。
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株式会社フォスターについて
株式会社フォスターは、自動車部品（コネクタ・ワイヤーハーネス・圧着端子）を中心とした受託試験・信頼性評価を行っております。 環境試験、電気特性試験、機械的特性試験、不具合解析など幅広い評価に対応し、お客様の開発・品質保証をサポートいたします。
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