フレキシブルプリント基板製造プロセス

フレキシブルプリント基板、フレックス回路基板

キーワード: フレキシブルプリント基板、フレックス回路基板

フレキシブルプリント基板技術の進歩は、現代の電子機器の能力を大きく前進させました。多くの繊細で高感度な技術機器は、その設計の核心にフレキシブルプリント基板を据えています。携帯電話、カメラ、パソコン、電卓など、数多くの電子機器がこの技術を利用しています。

フレキシブルプリント基板の概要

フレキシブルプリント基板は、ポリイミドを基板材料として使用して製造されます。この物質は天然にも合成にも存在し、自動車産業や衣料産業など様々な分野で使用されています。従来の硬質なプリント基板と比較して、フレキシブル回路の小さなサイズと高い電気接続密度は、重量、スペース、コストにおいて大きな節約効果をもたらします。適切な用途で使用された場合、この技術は電気配線の総コストを最大70%、使用する配線量を最大75%削減する可能性があります。

その柔軟な構造、小さな体積、軽量といった特筆すべき利点により、フレキシブルプリント基板は電子機器の小型化のトレンドに適合し、成長を続け、幅広い用途に応用されています。強力な柔軟性、曲げ、折り畳みに加えて、フレキシブルプリント基板は静的な柔軟性も兼ね備えることができます。フレキシブルプリント基板は三次元に展開することで、機械的設計と回路設計における柔軟性の度合いを高めます。さらに、X、Y、Z面にトレースし、接続点を減らすことで、機械加工や組立の誤りを減らし、電子機器が使用するシステム全体の信頼性と安定性を本質的に向上させることができます。フレキシブルプリント基板は、コンピューター、通信機器、計測器、医療機器、航空宇宙、軍事など、様々な産業で広く使用されています。また、リモートフローティングヘッド、リピーター、デジタルカメラ、携帯電話、フラットパネルディスプレイ、高密度相互接続プリント基板など、フレキシブルプリント基板の新たな応用分野は、フレキシブルプリント基板の成長を大きく促進し、プリント基板市場全体におけるそのシェアを拡大してきました。

フレキシブルプリント基板の設計

フレキシブルプリント基板は、構造タイプに基づいて以下のグループに分類できます：

片面フレキシブルプリント基板：製造が容易で、構造が単純です。
両面フレキシブルプリント基板：片面フレキシブルプリント基板よりも構造が複雑で、制御がより困難です。
多層フレキシブルプリント基板：2層フレキシブルプリント基板よりも構造が複雑で、一定の品質で製造することがより困難です。
片面リジッドフレックスプリント基板
両面リジッドフレックスプリント基板
多層リジッドフレックスプリント基板

最初の3種類のフレキシブルプリント基板 — 片面、両面、多層リジッドフレックス — は、その構造が本質的にはるかに複雑であるため、製造がより困難です。

フレキシブルプリント基板の材料

適応可能なプリント基板の発展に伴い、保護基板材料、セメント、金属導体層（銅箔）、およびカバーレイヤーは、フレキシブルプリント基板を構成する要素です。フレキシブル絶縁フィルムは、キャリアとして機能し、優れた機械的および電気的性能を備えているため、フレキシブルプリント基板の主要な部分でなければなりません。ポリエステルおよびポリイミドフィルムが一般的な材料であり、後者はより頻繁に使用されています。従来の材料に加えて、新素材の継続的な研究開発により、PENや薄型FR4など、さまざまな種類の基板材料が現在利用可能です。この記事の残りの部分では、フレキシブル回路基板の製造に関連する手順を説明します。

フレキシブル回路基板組立サイクルの詳細

組立システムは体系的かつ計画的です。3つの重要な製造プロセスを検討してみましょう：

ステージ1: フレキシブルプリント基板の構築

最初の段階は、主要材料の保存が重要な目標となる時点です。ポリイミドは、フレキシブル回路に使用される基本材料です。FR-4と比較して、この材料はより高価であり、正確に使用する必要があります。適切なポリイミド使用のための定着方法を用いて、回路は可能な限り互いに近接して配置されるべきです。以下の技術が試作プリント基板の製造に利用されます：

ループ形成：設計者の最大値をわずかに超える余分な内容を追加することは問題ありません。この余分な材料（サポートループと呼ばれることもあります）により、サービスの長さと回路の組立が可能になります。

チャネルのサイズ：最大の柔軟性を提供するため、特に回路を動的アプリケーションに使用する場合、可能な限り薄い銅を選択すべきです。

エッチング：この技術は、製造中に発生した可能性のある等方性損失を補償するために使用されます。この工程中のライン幅損失は、銅箔の厚さの約2倍に相当します。ライン幅は、導体、異なる銅の種類、エッチングマスクなど、いくつかの要因によって影響を受けます。

配線：配線は単純にルーティングされる場合があります。曲げや折り目に沿って整列するように配置するだけです。応力を低減することで、折り曲げと曲げの性能が向上します。

電気的分割が十分な場合は、クロスハッチングされたグランド領域を作成します。回路基板の重量を減らすことは、回路の柔軟性を高めるのに役立ちます。

ステージ2: フレキシブルプリント回路基板（プリント基板）組立プロセス

それでは、シートに焦点を当てましょう。まずは導体幅と間隔です。ポリマー薄膜には375マイクロメートルの最小導体幅が必要です。名目上厚いポリマーフィルムと銀ベースのポリマーフィルムの両方が同時に、回路電流の理想的な範囲を伝達します。設計と用途に応じて、フレキシブルプリント基板上の開口部の直径は変化する可能性があります。

開口部のサイズ：メーカーは小さな開口部と柔軟性に非常に適したプリント基板レイアウトを設計できます。現在の技術では、25マイクロメートル程度の小さな開口部を作成することも可能であるようです。

フィレット加工は、応力を分散させ、パッドの表面積を複製することを可能にする技術です。フレキシブル回路上のすべてのパッドとランドエンド領域をフィレット加工する必要があります。強固なはんだ接合を作成するには、メッキスルーホールが最適な選択です。ボタンプレーティング：この場合、代替のメッキスルーホールを作成できます。メーカーはビアとスルーホールの設計に銅を使用します。