投稿日：2026.08.20　最終更新日：2026.08.20

過酷な熱衝撃に耐える「スルーホール」の信頼性を担保する ── 液相式試験機「PH-500」と品質規格の重要性

現代の電子機器の心臓部であるプリント基板。スマートフォンから自動車、人工衛星にいたるまで、あらゆる機械が多層化・高密度化された基板によって制御されています。

しかし、基板の内部には熱ストレスに対して非常に脆い「アキレス腱」が存在します。それが、各層の回路を電気的に接続する「めっきスルーホール（PTH）」です。

このスルーホールの信頼性を厳格に評価・保証し、初期不良品を市場に出さないためのプロセスとして、車載基板や航空宇宙分野の製造現場で広く採用されているのが、島川製作所の液相式冷熱衝撃試験機（ホットオイル試験機）「PH-500」です。

スルーホールを襲う「熱膨張率のミスマッチ」

なぜ、プリント基板にとって温度変化がこれほど致命的になるのでしょうか。その理由は、基板を構成する「材料の物理特性（熱膨張率）の差」にあります。

基板のベース（FR-4などのガラスエポキシ樹脂）： 熱が加わると、厚み（Z軸）方向に大きく膨張する。
スルーホールの内壁（銅めっき）： 金属であるため、樹脂に比べて熱膨張率が非常に小さい。

基板が熱を持つと、樹脂は縦に大きく伸びようとしますが、銅めっきの筒はそこまで伸びません。結果として、スルーホールには常に「引きちぎられようとする力（引張応力）」がかかり続けます。逆に冷やされると、今度は押し潰される力がかかります。

自動車のエンジンルームや宇宙空間のように、激しい温度変化が繰り返される環境下では、製造時に潜んでいた「めっきのわずかな薄さ」や「微小なヒビ（初期クラック）」が原因で、この応力に耐えきれず突然の断線（オープン不良）を引き起こすのです。

「気相式」と「液相式（ホットオイル）」の違い、そしてPH-500の優位性

熱衝撃試験には、空気の温度を変える「気相式」と、液体を使用する「液相式」があります。PH-500が採用する液相式には、気相式を圧倒する「高い熱伝導率」というメリットがあります。

空気は熱を伝える効率が悪いため、基板がターゲットの温度に到達するまで時間がかかります。一方、PH-500で使われる熱媒体（シリコンオイル等）は、液体特有の圧倒的な熱移動効率を持ちます。

200℃以上の高温オイルに基板を浸漬（ドブ浸け）した瞬間、基板の表面だけでなく、スルーホールの穴の内部まで一瞬で狙った温度に到達します。この急峻な温度勾配（急激な熱ストレス）こそが、潜在的な欠陥を確実に破壊し、初期不良品をあぶり出すトリガーとなります。

さらに、空気式のように「じわじわ温める」必要がないため、健全な樹脂部分を無駄に熱劣化させず、「健全な製品へのダメージを最小限に抑えつつ、欠陥がある個体だけを効率よくスクリーニングする」という理想的な全数検査を可能にしています。

品質を規定する「規格」とPH-500の役割

この液相式熱衝撃試験は、感度や思い付きで行われているわけではなく、国内外の厳格な「工業規格」に基づいています。

① 国内の基礎となった「JIS C 5012」

日本のプリント基板業界において、長年バイブルとして使われてきたのがJIS C 5012（プリント配線板試験方法）です。この規格内では、めっきスルーホールの信頼性を評価するための「液相式熱衝撃試験の手順（オイルの温度、浸漬時間、サイクル数など）」が具体的に規定されています。PH-500は、このJIS規格の条件を全自動かつ高精度に再現できる装置として開発され、業界の標準機となりました。

② 世界標準規格「IEC 62326」や「IPC-TM-650」

現在、グローバル化に伴いJIS規格は国際規格であるIEC 62326シリーズや、より一般的な環境試験規格であるJIS C 60068-2-14（温度変化試験方法）へと統合・移行が進んでいます。また、米国の電子回路基板標準化団体が定めるIPC規格（IPC-TM-650 2.6.9など）でも、過酷な環境下で使用される基板（Class 3：医療・航空・車載等）に対して、液相式による熱衝撃試験および導通抵抗の連続監視が有効な手法として認められています。

PH-500は、これらの各種国内外規格が求める「高温・低温の厳格な温度管理」と「追従性の高い試験サイクル」に対応しています。