基板のレジストにより性能がかわる

Question

何時もお世話になっております。
高精度高速アナログ基板なのですが、今まで何十台と納入してきました。
しかし、今週行った試験で性能が規格に入らない基板が多数出てきて原因を
追求することになりました。
ぱっと見たところ、基板のレジストが今までのより、厚くなっていました。
基板屋に問い合わせたところ、意図的に塗布時間や焼き時間を変化させることが
ある（季節によって変えたりだそうです）と言うことで、当たり前のようです。
動作は普通にするのですが、1ppmを追求するような高精度の基板であるため、
その精度が出なくなってしまいました。

原因はお手上げ状態なのですが、レジスト厚が変わってしまったのが原因の
ような気がしております。
レジスト厚がかわり、比誘電率が変化し、特性が悪くなると言うようなことが
起っているのではないかと推測されるのですが、
どなたか、似たような経験や考えられる要因等考わかりますでしょうか。
レジストで調べても詳しいことが解らなかったです。
レジストによって特性が変わる可能性があるのか？と言うことが知りたいです。
よろしくお願いします。

Accepted Answer

レジストで特性が変わることはあります。私もシビアなところはレジストを
かけないという対策をしたこともあります。

ただ、レジストで何が変わるのかというと程度も含めていろいろですから
レジスト側から追求するのではなく、回路の性能を出すために何が必要か
という観点から影響する特性項目を明確化するべきです。

基板の絶縁抵抗なのか、等価誘電率なのか、タンデルタなのか、もしかすると
レジスト以外にも熱抵抗が変わったり、赤外線吸収が変わったり・・・
これらを片っ端から調べるのは得策ではありません。やはり起きている現象
から、何がいけないのか（設計条件を満たさなくなったのか）を突き止める
べきです。

Answer

再度、＃１です。

どうやら結構シビアな回路なようですね。でも立ち上がり時間が数nsec程度
であれば、普通はレジストはあまり問題にはなりません。ただ、今回は
ppmオーダーの精度ということなので、問題になるのかもしれません。

中身が解らないので理論的なアドバイスにはならないかもしれませんが、
おそらくレジストはしない方がよさそうな気がします。これも単純ではない
のですが、伝送路はレジストなしとし、その分パターン幅なども微調して、
レジストは半田の流れ防止のため最小限にすると良いかもしれません。

このオーダーが問題になるとすると誘電率、誘電正接ではないでしょうか。
だとすると基板材（プリプレグ）自体も問題になり可能性があります。
（微少電流の話にはなっていないので絶縁抵抗のことは無視しました。）

世の中には0.1pFのコンデンサが売られています。調整で可変する量ではなく
0.1pFという値自体が部品として必要とされている用途があるからです。
その意味では0.1pFという値を制御不可能な微少量だとして特別視すること
なく、きちんと原因を追及すれば明確な結論がでるのではないかと思います。
（納期はまた・・・別問題ですけどね）

あとひとつちょっと気になったところですが、高精度なためディスクリート
で組んでおられるようですが、高速の回路はディスクリートで必ずしも
良い性能が得られるとは限らないことがあります。寸法の絶対値が問題に
なるケースです。

Answer

それはたとえばレジストにより1ｐF程度変わると影響を受ける回路なのでしょうか？ICや素子のばらつきには起因しないのでしょうか？
また洗浄は問題ないでしょうか？

Answer

確かに原因不明な特性変化することはありますね

自分の経験したケースでは、当然といえば当然ですがレジストの影響よりもハンダレベラーの仕上がり状態のほうが大きく影響しました。
同じ製造元でも、試作レベルと量産とで担当部署が違っていて、作業工程の違いから出来高に差が有って特性が変わったということもありました。

(1)の回答にあるように原因をきっちりと追究しないと（本当にレジストだけの問題なのかも含めて）泥沼にはまってしまうと思います。

事情が許すならばレジスト無しも考えたいですね。
今回はこちらも勉強になりました。

＃増幅器の帰還抵抗に数百MΩとか、並列に数pFのCを入れるとかそういう世界でしょうか？・・・もしかして同業者だったりして(^^ゞ

基板のレジストにより性能がかわる