電子設計 - フレキシブル回路基板製造プロセスとPCB設計ソフトウェアアプリケーション

フレキシブル回路基板製造工程 PCB設計 software application

Flexible printed circuit (Flexible Printed Circuit) can be freely bent, 傷, 折り返し. The フレキシブル回路基板 ポリイミドフィルムを基材とする, また、業界ではソフトボードやFPCとも呼ばれます. フレキシブル回路基板は、層の数に基づいて異なります, プロセスフローは、両面に分割される フレキシブル回路基板 プロセスフロー, 多層 フレキシブル回路基板 プロセスフロー. FPCソフトボードはワイヤを損傷することなく数百万のダイナミックな曲がり角に耐えることができる. 空間レイアウト要件に応じて任意に配置することができる, そして、3次元空間で任意に動かすことができる, コンポーネントアセンブリおよびワイヤ接続の集積化を達成するために； フレキシブル回路基板sは、電子製品のボリュームと重さを大いに減らすことができます, 高密度の電子製品の開発に適している, 小型・高信頼性.

ますます多くの携帯電話がフリップ構造を採用, フレキシブル回路基板sもますます採用されて.
基材と銅箔の組み合わせによる, フレキシブル回路基板s can be divided into two types:
There are adhesive flexible boards and non-adhesive flexible boards.
その中で, 接着性のないフレキシブルボードの価格は、接着されたフレキシブルボードの価格よりもはるかに高い, しかし、その柔軟性, 銅箔と基板の接着力, パッドの平坦性は、接着されたフレキシブルボードよりも優れている. したがって, それは、一般に高需要場面のためにだけ使われます, such as: COF (CHIP ON FLEX, フレキシブル基板搭載ベアチップ, high requirements for flatness of the pad) and so on.
高値で, 現在市場で使用されているフレキシブルボードのほとんどは、まだ接着剤を有するフレキシブルボードである.
次に、フレキシブルボードを接着剤で紹介し議論する. フレキシブルボードは主に曲げられる必要がある時に使用されるので, デザインまたはプロセスが不合理であるならば, マイクロクラックやオープン溶接などの欠陥が発生しやすい. 以下はその構造についてです フレキシブル回路基板 設計と技術における特別な要件.

The structure of the flexible board
According to the number of layers of conductive copper foil, 単層板に分けられる, 二層板, 多層板, 両面板.
単層基板構造：この構造のフレキシブル基板は、最もフレキシブルな基板である. Usually the base material + transparent glue + copper foil is a set of purchased raw materials, and the protective film + transparent glue is another purchased raw material. ファースト, 銅箔はエッチングされ、必要な回路を得るために他のプロセスが必要である, そして、保護フィルムは、対応するパッドを露出させるために穿孔される必要がある. アフタークリーニング, ローリングメソッドを使用して. それから、露出したパッド部分は、保護のために金または錫で電気メッキされる. このように, スラブが出来上がる. 一般に, 対応する形状の小さな回路基板も刻印される.
保護フィルムなしで銅箔に直接印刷されたはんだマスクもある, だからコストは低くなる, しかし、回路基板の機械的強度はより悪くなる. 強度要件が高くない限り、価格は可能な限り低くなければならない, 保護膜法を適用することが最善である.
二層構造:回路が複雑すぎるとき, 単層ボードは配線できない, 銅箔は接地遮蔽に必要である, ダブルボードや多層基板も必要です.
多層基板と単層基板との間の最も典型的な違いは、銅箔の各層を接続するビア構造の追加である. The first processing technology of general substrate + transparent glue + copper foil is to make vias. 基板および銅箔の最初のドリル穴, そして、洗浄後、特定の厚さの銅をメッキする, そして、ビアが完成. その後の製造工程は、単層基板とほぼ同じである.
両面ボード構造：両面ボードの両側にパッドがある, 主に他の回路基板との接続に使用される. 単層基板構造に類似しているが, 製造工程は非常に異なる. 原料は銅箔, protective film + transparent glue. ファースト, パッド位置の要件に従って保護膜上に穿孔穴を設ける, そして、パッドとリード線を腐食させるために銅箔をペーストする, 次に、別のドリル保護膜を貼り付ける.
Material performance and selection method
(1) Substrate:
The material is polyimide (POLYMIDE), 高温耐性, 高強度高分子材料. デュポンによって発明された重合体材料です, デュポンによって製造されたポリイミドはカプトンと呼ばれる. また、デュポンより安い価格で日本で生産されるいくつかのポリイミドを購入することもできます.
それは、10秒の間摂氏400度の温度に耐えることができます, 引張強さは15である,000 - 30,000 psi.
厚さ25ミリメートルの厚さの基板は、最も安いと最も一般的なアプリケーションです. 回路基板がより難しくなければならないならば, 50 mm×1 , 000 mの基板を使用する. 逆に, 回路基板がより柔らかくする必要があるならば, 基板は13本.
(2) Transparent glue of base material:
It is divided into two types: epoxy resin and polyethylene, どちらも熱硬化性接着剤である. ポリエチレンの強度は比較的低い. あなたが回路板がより柔らかくしたいならば, 選択ポリエチレン.
基板と透明接着剤を厚くする, 回路基板が硬い. 回路基板が比較的大きい屈曲面積を有する場合, あなたは、銅箔の表面のストレスを減らすためにより薄い基板と透明な接着剤を使用しようとするべきです, 銅箔の微小亀裂の可能性は比較的小さい. もちろん, そのような地域, 単層板をできるだけ使用すべきである.
(3) Copper foil:
There are two types: rolled copper and electrolytic copper. 圧延銅は高い強度と曲げ抵抗を有する, しかし、価格はより高価です. 電解銅の価格はずっと安い, しかし、その強さは悪いです、そして、それは壊れやすいです. それはめったに曲がっていない場面で一般的に使われる.
銅箔の厚さは、最小リード幅および最小間隔によって選択されるべきである. 銅箔を薄くする, 最小達成可能幅と間隔の小さい.
圧延銅の選択, 銅箔の圧延方向に注意. 銅箔の圧延方向は回路基板の主曲げ方向と同じである.
(4) Protective film and its transparent glue:
Similarly, 25 mmの1 / 4の保護膜は、回路基板をより難しくします, しかし、価格は安い. 比較的大きな曲がりを有する回路基板について, 13×1 / 4 mの保護フィルムを選ぶのがベストです.
透明接着剤はエポキシ樹脂とポリエチレン, また、エポキシ樹脂を用いた回路基板は比較的難しい. ホットプレス完了後, 透明な接着剤は保護フィルムの縁から押し出される. パッドのサイズが保護フィルムの開口サイズより大きい場合, 押し出された接着剤はパッドのサイズを減らし、そのエッジを不規則にする. この時に, 透明な接着剤は厚さ13.
(5), pad plating:
For circuit boards with relatively large bending and exposed pads, electroplated nickel + electroless gold layer should be used, ニッケル層はできるだけ薄くなければならない.5 - 2×1 / 4 m, と化学金層0.0.05 - 0.1 , 000分の1 m.
Shape design of pads and leads
(1). SMT pad:
--Common pad:
Prevent the occurrence of microcracks.
--Reinforced pad:
If the pad strength is required to be very high or 強化されたデザインが必要です.
--LED pad:
Due to the high requirements for the position of the LED and often stress during the assembly process, LEDのパッドは特別に設計されるべきである.
- QFP, SOP or BGA pads:
Due to the greater stress of the pads on the corners, an enhanced design is required.
(2). lead:
--In order to avoid stress concentration, リードは直角コーナーを避けるべきである, しかし、円弧の角を使用する必要があります.
--The leads near the corners of the circuit board shape should be designed as follows to avoid stress concentration:
External interface design
(1) The circuit board design at the solder hole or plug:
Since the welding hole or the plug has a large stress during the insertion operation, 亀裂を避けるために補強設計を行うべきである.
回路基板のハンダホールプラグの硬度を高めるために補強板を使用する, 厚さは一般的に0.2から0.3 mm, 材料はポリイミド, ペットまたは金属. パッドめっき用, it is best to choose electroplated nickel + hard gold for plugs, and electroplated nickel + chemical gold for solder holes.
(2), the design of hot-press welding:
一般に used for the connection of two flexible boards or a flexible board and a rigid circuit board.
ホットプレスエリアの近くに回路基板を曲げる必要がある場合, この部分にパッドの根テープを貼るか、接着剤を接着し、パッドの根が折れないようにする.
(3) Design of ACF hot pressing area:
Design of punching holes and small circuit board corners (see Table 3)
Design for SMT:
(1) The direction of components:
The length direction of the element should avoid the bending direction of the flexible board.
(2) For large QFP or BGA, フレキシブル基板またはICの下の接着剤の裏側に補強板を取り付ける.
補強板の材質はFR 4である, 厚さは0より大きい.2 mm, 領域は0より大きい.要素の外側の縁の5 mm.
(3) Two positioning holes should be made on the flexible board near the edge. パッチのために2つの識別パッドを作る必要がある, 直径は1 mmである, 他のパッドからの距離は少なくとも3である.5 mm, 表面は金メッキやすずめっきである, そして、平らさはよりよいです.
(4) If the large flexible board is composed of many small boards, a ring-shaped (inner diameter 3.2 mm) bad circuit board identification pad should be made on each small board. 小さい回路板が損害を受けるならば, 将来の操作を避けるために識別パッドを黒くするために黒いマーカーを使用してください.
(5) The minimum distance between the components and the edge of the circuit board is 2.5 mm, コンポーネント間の最小距離は0です.5 mm.
(6) Do not have vias under the components, フラックスがビアを通して流れて、汚染を引き起こすので.
Design for electrical performance
(1) The relationship between maximum current and line width and line height: (see table)

(2) Control of impedance and noise:
--Choose transparent glue with strong insulation, ポリエチレンのような. エポキシ樹脂を避ける.
--高インピーダンスまたは高周波回路で, ワイヤとグランドプレートの間の距離を増やす.
--The above design methods can also be adopted:
Special design of SMT process
(1) Positioning method in solder paste printing and パッチ process:
Since the flexible board is thin and flexible, 回路基板の端が位置決めのために使われるならば, 位置決め精度は非常に悪い. 位置決め穴は位置決め用に使用すべきである. はんだペースト印刷時の欠け板を回避するために, スプリングピン付き支持板を使用する.
(2), はんだペーストを印刷する, patch, 加熱検査炉が目視検査完了まで, サポートプレートを使用して. 動作中のはんだ接合部の損傷を避ける.
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