PCBニュース - フレキシブル基板の知識

フレキシブルPCBの良品率の継続的な向上と、剛柔併用PCBの応用と普及に伴い、現在PCBの話をする際には、柔軟性、剛性、剛性フレキシブル性を増やすことが一般的であり、何層のFPCであるかを話しています。一般に、ソフト絶縁性基板からなるFPCはソフトFPCまたはフレキシブルFPCと呼ばれ、ハードフレキシブル複合PCBはハードフレキシブルPCBと呼ばれている。現在の電子製品の高密度、高信頼性、小型化、軽量化へのニーズを満たしています。

1.フレキシブルPCBの分類とその長所と短所

1.フレキシブルPCB分類

フレキシブルPCBは通常、導体の数と構造に応じて次のように分類される。

1.1片面フレキシブルPCB

片面フレキシブルPCBは、導体の層が1つしかなく、表面は覆わなくてもよい。使用する絶縁基材は製品の用途によって異なります。一般的な絶縁材料としては、ポリエステル、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、及び軟質エポキシガラスクロスが挙げられる。

片面フレキシブルPCBは、さらに次の4つに分類されます。

1）無被覆層の片面接続

このフレキシブルプリント配線板の導体パターンは絶縁基板上にあり、導体表面には被覆層がない。通常の片面剛性FPCのように。このタイプの製品は最も安価で、一般的には非クリティカルで環境に優しいアプリケーションに使用されています。相互接続はろう付け、溶接または圧力溶接によって実現される。初期の電話でよく使われていました。

2）被覆層付き片面接続

以前のモデルに比べて、お客様の要求に応じて、このモデルは電線の表面にカバーが1枚増えただけです。被覆する際にはライナを露出する必要があり、端部領域では簡単にライナを被覆しないことができる。精度が必要な場合は、隙間穴の形式を採用することができます。最も広く応用され、最も広く応用されている片面フレキシブルPCBであり、自動車計器や電子機器に広く応用されている。

3）無被覆層の両面接続

このような接続板インタフェースは、電線の表裏に接続することができる。これを実現するために、パッドにある絶縁基板にビアを開設する。貫通孔は、絶縁性基板の所望の位置でプレス、エッチング、または他の機械的方法により作製することができる。部品、機器の両面実装、溶接が必要な場合に使用されます。ビアのパッド領域には絶縁基板がありません。このようなパッド領域は通常、化学的方法により除去される。

4）両側接続被覆層

このタイプと前のタイプの違いは、表面にカバー層があることです。しかしながら、カバー層は貫通孔を有し、これにより、両側での端部接合を可能にし、カバー層を保持したままである。このフレキシブルPCBは、2層の絶縁材料と1層の金属導体からなる。被覆層と周辺機器との間に絶縁が必要であり、端部を正面と背面に接続する必要がある場合に使用します。

1.2両面フレキシブルPCB

2層の導体を有する両面フレキシブルPCB。このタイプの両面フレキシブルPCBの応用と利点は片面フレキシブルPCBと同じであり、その主な利点は単位面積当たりの配線密度を増加させることである。それは金属化孔の有無と被覆層の有無に分けることができる：aは金属化孔がなく、被覆層がない、b金属化孔がなく、被覆層を有する、c金属化孔を有し、被覆層がない、Dには金属化された穴と被覆層がある。カバー層のない両面フレキシブルPCBはほとんど使用されていません。

1.3多層フレキシブルPCB

フレキシブル多層PCBは、剛性多層PCBと同様に、多層積層技術を用いて多層FPCフレキシブル回路基板を作製する。最も簡単な多層フレキシブルPCBは、片面PCBの両側に2つの銅シールド層を被覆することにより形成された3層フレキシブルPCBである。この3層フレキシブルPCBは、電気的特性上、同軸または遮蔽線に相当する。最も一般的な多層フレキシブルPCB構造は4層構造であり、金属化された穴を使用して層間相互接続を実現している。中間の2層は通常、電源層と接地層である。

多層フレキシブルPCBの利点は、ベースフィルムが軽量であり、低誘電率などの優れた電気特性を有することである。ポリイミドフィルムを基材として作製した多層フレキシブルPCB板は、剛性エポキシガラスクロス多層PCB板より約1/3軽量であったが、優れた片面フレキシブルPCBと両面フレキシブルPCBを失った。これらの製品の多くは柔軟性を必要としない。

多層フレキシブルPCBは、以下のタイプにさらに分類することができる：

1）多層PCBはフレキシブル絶縁基板上に形成され、完成品はフレキシブルに指定されている：この構造は通常、多数の片面または両面マイクロストリップフレキシブルPCBの両側を接着しているが、中心部は接着していない。そのため、高いフレキシブル性がある。特性インピーダンス性能や相互接続された剛性PCBなどの所望の電気的特性を有するためには、多層フレキシブルPCBアセンブリの各回路層は、接地面に信号線を設計しなければならない。高い可撓性を有するために、厚い積層被覆層ではなく、薄い、適切なコーティング、例えばポリイミドをワイヤ層上に使用することができる。金属化オリフィスは、可撓性回路層間のz平面が所望の相互接続を可能にする。この多層フレキシブルPCBは、柔軟性、高信頼性、高密度を必要とする設計に最適である。

2）多層PCBはフレキシブル絶縁基板上に形成され、完成品はフレキシブルと規定されていない：このタイプの多層フレキシブルPCBとフレキシブル絶縁材料（例えばポリイミド膜）とを積層して多層板を作製する。積層後は固有の柔軟性が失われた。このタイプのフレキシブルPCBは、低誘電率、均一な誘電体厚、軽量化、連続加工など、薄膜の絶縁特性を最大限に利用する必要がある場合に使用されます。例えば、ポリイミド膜絶縁材料から作製された多層PCBは、エポキシガラスクロスを有する剛性PCBより約3分の1軽量である。

3）多層PCBはフレキシブル絶縁基板上に形成され、完成品は連続フレキシブルではなく成形可能でなければならない：このタイプの多層フレキシブルPCBはソフト絶縁材料から作られている。柔らかい材料で作られていますが、電気設計によって制限されています。例えば、所望の導体抵抗には厚い導体が必要であるか、または所望のインピーダンスまたは容量には、信号層と接地層との間に厚い導体が必要である。絶縁層は分離されているので、完成した用途で形成されています。「成形可能」という用語は、多層フレキシブルPCBアセンブリが所望の形状に成形する能力を有し、用途では曲げられないと定義される。航空電子機器用の内部配線。このとき、帯状線または3次元空間設計の導体抵抗は低く、容量結合または回路ノイズは極めて小さく、相互接続端は90°まで滑らかに曲げることができることが要求されている。ポリイミド薄膜材料から作製した多層フレキシブルPCBはこの配線作業を実現した。ポリイミドフィルムは高温に強く、柔軟性が高く、全体的な電気的および機械的性質が良好であるためである。この部品部分のすべての相互接続を実現するために、配線部分は、印刷回路束を形成するためにテープと結合された複数の多層フレキシブル回路部品にさらに分割することができる。