Altium フレックス層スタック FPC フレキシブル PCB ボード FR4 ENIG 回路基板プレイステーションゲームデバイス用

PCBパラメータ:

ブランド:ワンセーヌ

層数：1層

材質: ポリイミド

板厚：0.13mm

最小絞り: 0.2

最小線幅/線間隔：0.1mm

銅の厚さ: 1オンス

表面技術: ENIG

耐半田性：黄

フレキシブル PCB のコンセプト:

「FPCソフトボード」とも呼ばれるフレキシブルプリント基板は、フレキシブルな絶縁基板プリント回路で作られており、リジッドプリント基板にはない多くの利点があります。

例えば、曲げたり、巻き付けたり、折りたたんだりすることが自由であり、空間配置の要件に応じて配置することができ、任意の 3 次元空間で移動したり伸縮したりして、コンポーネントのアセンブリとワイヤの統合を実現できます。接続。 FPCを使用することでエレクトロニクス製品の体積を大幅に削減でき、高密度、小型、高信頼性のニーズに応えます。そのため、FPCは航空宇宙、軍事、移動体通信、ノートパソコン、コンピュータ周辺機器、PDA、デジタルカメラなどの分野や製品に広く使用されています。

フレックス回路とも呼ばれるフレキシブル エレクトロニクスは、ポリイミド、PEEK、透明導電性ポリエステル フィルムなどのフレキシブル プラスチック基板に電子デバイスを実装して電子回路を組み立てる技術です。さらに、フレックス回路はポリエステル上に銀回路をスクリーン印刷することもできます。フレキシブル電子アセンブリは、リジッドプリント回路基板に使用されるのと同じコンポーネントを使用して製造でき、基板が所望の形状に適合したり、使用中に曲がったりすることができます。フレキシブルエレクトロニクスへの代替アプローチでは、従来のシリコン基板を数十マイクロメートルまで薄くして適度な柔軟性（曲げ半径約 5 mm）を得るさまざまなエッチング技術を提案しています。

FPCのメリット

複数のリジッドボードおよび/またはコネクタを置き換える可能性

片面回路はダイナミックまたはハイフレックスアプリケーションに最適です

さまざまな構成で積層された FPC

FPCのデメリット

リジッドPCBに比べてコストが増加する

取り扱い中または使用中の損傷のリスクの増加

より困難な組み立てプロセス

修理や再加工が困難または不可能である

一般的にパネルの利用率が悪く、結果としてコストが増加します

FPC製造

フレキシブルプリント回路（FPC）は、フォトリソグラフィー技術を使用して作成されます。フレキシブル フォイル回路またはフレキシブル フラット ケーブル (FFC) を作成する別の方法は、2 つの PET 層の間に非常に薄い (0.07 mm) 銅ストリップを積層することです。これらの PET 層は通常 0.05 mm の厚さで、熱硬化性の接着剤でコーティングされており、積層プロセス中に活性化されます。 FPC と FFC には、多くの用途においていくつかの利点があります。

カメラ (静的アプリケーション) など、3 軸での電気接続が必要な、緊密に組み立てられた電子パッケージ。

折り畳み式携帯電話など、通常の使用中にアセンブリが曲がる必要がある電気接続 (動的アプリケーション)。

自動車、ロケット、衛星など、より重くてかさばるワイヤー ハーネスを置き換えるためのサブアセンブリ間の電気接続。

基板の厚さやスペースの制約が要因となる電気接続。

ポリイミドは、フレックス回路のプロトタイピングおよび製造に広く使用されているフレキシブル基板材料であり、いくつかの重要な利点を備えています。

ワンセーヌ

1. 優れた柔軟性と耐久性：

・ポリイミドは柔軟性に優れているため、繰り返しの曲げや屈曲に耐え、ひび割れや破損がありません。

- 耐疲労性が高いため、ポリイミドベースのフレックス回路は動的屈曲要件のある用途に適しています。

2. 熱安定性:

- ポリイミドはガラス転移温度 (Tg) が高く、通常は 260°C までの高温で動作します。

- この熱安定性により、ポリイミドは高温環境やはんだ付けなどのプロセスを伴う用途に適しています。

3. 優れた電気的特性:

- ポリイミドは誘電率と誘電正接が低いため、高周波アプリケーションにおける信号の完全性を維持し、クロストークを最小限に抑えることができます。

・高い絶縁抵抗、絶縁耐力も示し、ファインピッチ配線や高密度回路の使用が可能です。

4. 耐薬品性および耐環境性:

- ポリイミドは、さまざまな化学薬品、溶剤、湿気や紫外線などの環境要因に対して高い耐性を持っています。

- この抵抗により、ポリイミドベースのフレックス回路は過酷な環境やさまざまな化学物質にさらされる可能性のある用途に適しています。

5. 寸法安定性:

- ポリイミドは熱膨張係数 (CTE) が低いため、寸法安定性を維持し、製造および組み立て中の歪みを最小限に抑えることができます。

- この特性は、高精度、高密度回路を実現するために特に重要です。

6. 可用性とカスタマイズ:

- ポリイミドベースのフレックス回路材料はさまざまなサプライヤーから広く入手可能であり、プロトタイピングや生産に利用できます。

- これらの材料は、特定の設計要件に合わせて、厚さ、銅箔の重量、その他の仕様に関してカスタマイズすることもできます。

ポリイミドは、優れた機械的、熱的、電気的、および環境的特性を兼ね備えているため、特に高い信頼性、柔軟性、および性能を必要とする用途において、フレックス回路のプロトタイピングおよび製造に最適な選択肢となります。

フレキシブル プリント基板 (フレックス PCB) に関連する重要なキーワードは次のとおりです。

1. 柔軟性・屈曲性

- 曲げ半径

- 曲げ疲労

- 折りたたみ/丸める

2. 基板材料

- ポリイミド (PI)

- ポリエステル(PET)

- ポリエチレンテレフタレート (PET)

- 液晶ポリマー（LCP）

3. 電気的特性

- 誘電率

- 損失係数

- インピーダンス

- シグナルインテグリティ

- クロストーク

4. 熱特性

- ガラス転移温度 (Tg)

- 熱膨張係数 (CTE)

- 耐熱性

5. 製造プロセス

- フォトリソグラフィー

- エッチング

- メッキ

- レーザー切断

- 多層構造

6. 設計上の考慮事項

- トレース/スペース要件

- 配置経由

- 張力緩和

- リジッドフレックス統合

7. アプリケーション

- ウェアラブル電子機器

- 医療機器

- 航空宇宙および防衛

- 自動車エレクトロニクス

- 家庭用電化製品

8. 規格と仕様

- IPC-2223 (フレキシブル回路設計ガイド)

- IPC-6013 (フレキシブルプリント基板の品質および性能仕様)

9. テストと信頼性

- 曲げ試験

- 環境試験

- 生涯予測

- 故障モード

10. 製造とサプライチェーン

- プロトタイピング

- 量産

- 材料サプライヤー

- 受託製造業者

これらのキーワードは、材料、設計、製造、アプリケーション、業界標準など、フレックス PCB の重要な側面をカバーしています。これらの用語を理解しておくと、フレックス PCB エコシステムをより効果的にナビゲートするのに役立ちます。

ここでは、フレックス PCB の製造プロセスの概要と、それに関連するいくつかの主要な課題を示します。

1. 設計と準備:

- 配線/スペース要件、配置、リジッドフレックス統合などのフレックス PCB 設計の考慮事項。

- ガーバーデータ、部品表、組立図などの詳細設計ファイルの作成。

- アプリケーション要件に基づいて、適切なフレキシブル基板材料 (ポリイミド、ポリエステルなど) を選択します。

2. フォトリソグラフィーとエッチング:

- フレキシブル基板へのフォトレジストの塗布。

- フォトレジストを露光および現像して、目的の回路パターンを作成します。

- 不要な銅を除去し、回路トレースを形成するための銅エッチング。

- 課題: 寸法精度を維持し、エッチング中のアンダーカットを回避します。

3. メッキと仕上げ:

- 銅トレースを電気メッキして厚さを増し、導電性を向上させます。

- ENIG (無電解ニッケル浸漬金) または HASL (熱風はんだレベリング) などの表面仕上げの適用。

- 課題: 均一なメッキを確保し、欠陥や変色を回避します。

4. 多層構造 (該当する場合):

- 導電性材料と誘電性材料を使用した複数の柔軟な層の積層。

- 層間の電気接続を確立するためのビアの穴あけとメッキ。

- 課題: 層間の位置合わせと位置合わせの制御、層間の絶縁の管理。

5. 切断と成形:

- レーザー切断やダイカットなどの技術を使用した、フレックス PCB の正確な切断と成形。

- 課題: 寸法精度を維持し、材料の変形を回避し、きれいな切断を保証します。

6. 組み立てとテスト:

- 表面実装や統合アセンブリなどの技術を使用して、フレックス PCB 上に電子コンポーネントを配置します。

- 回路の完全性と設計仕様への準拠を確認するための電気テスト。

- 課題: 組み立て中の基板の柔軟性の取り扱い、はんだ接合の信頼性の維持、および正確なテストの実行。

7. 梱包および保護措置:

- フレックス PCB の耐久性と信頼性を高めるための保護コーティング、カプセル化、または補強材の適用。

- 課題: 保護対策とフレックス PCB 材料間の互換性を確保し、柔軟性を維持し、層間剥離を回避します。

フレックス PCB 製造における主な課題:

- 寸法精度を維持し、製造プロセス中の歪みを回避します。

- 信頼性の高い電気接続を確保し、信号の整合性の問題を最小限に抑えます。

- 層とコンポーネント間の接着と層間剥離の問題に対処する

- さまざまな製造段階での基板の柔軟性と脆弱性への対応

- 製造プロセスを最適化して、高い歩留まりと安定した品質を実現します。

これらの課題を克服するには、フレックス PCB の設計と製造における特殊な機器、プロセス、専門知識が必要です。経験豊富なフレックス回路メーカーとの協力により、これらの複雑さを克服し、信頼性の高い高性能フレックス PCB の製造を確実に成功させることができます。​