PCB技術 - フレキシブル基板の主要特性とコスト解析

フレキシブル回路の柔軟性と信頼性

現在フレキシブル回路の4.種類がある：片面, 両面, 多層基板と剛性フレキシブルボード.

片面フレキシブル板は最低コスト プリント板 それは、高い電気性能を必要としません. 片面配線で, 片面フレキシブル板を用いる. それは、化学的にエッチングされた導電パターンの層を有する, そして、フレキシブル絶縁基板の表面上の伝導のパターン・レイヤーは、圧延銅箔である. 絶縁基板はポリイミドであり得る, ポリエチレンテレフタレート, アラミドセルロースエステル及びポリ塩化ビニル.

両面フレキシブル基板は、絶縁性ベース膜の両面にエッチングされた導電パターンである。メタライズされたホールは、柔軟性の設計および使用機能を満たすために、導電性経路を形成するために、絶縁材料の両側のパターンを接続する。カバーフィルムは、単一および両面のワイヤを保護し、コンポーネントが配置される場所を示すことができる。

多層フレキシブル基板は、片面又は両面のフレキシブル回路の3つ以上の層を積層し、異なる層の間に導電性経路を形成するために穴加工及び電気メッキにより金属化された穴を形成することである。このように、複雑な溶接プロセスを使用する必要がない。多層回路は、より高い信頼性、より良い熱伝導率およびより便利なアセンブリ性能に関して、巨大な機能差を有する。レイアウト設計に際しては，組立サイズ，層数，柔軟性の相互影響を考慮する。

伝統的な剛性のフレックスボードは、一緒に選択的に積層された剛性および可撓性基板から構成される。構造はコンパクトであり、金属化孔Lは導電性接続を形成する。プリントボードの前面と背面にコンポーネントがある場合、剛性フレックスボードは良い選択です。しかし、すべてのコンポーネントが片側にある場合、それは両面フレキシブルボードを選択し、背面にFR 4強化材料の層を積層することがより経済的になります。

5 .混合構造のフレキシブル回路は一種の多層基板であり、導電層は異なる金属である。8層基板は、内側層媒体としてFR−4と、外部層媒体としてポリイミドを使用する。リードは主な板の3つの異なる方向から伸びます、そして、各々のリードは異なる金属でできています。コンスタンタン合金、銅と金は、独立したリードとして使われます。この種のハイブリッド構造は、電気信号変換と熱変換との間の関係および電気的性能が比較的厳しい低温条件で使用され、それは唯一の実行可能解である。

それは、最高のパフォーマンス価格比を達成するために内部接続設計と総コストの利便性によって評価することができます。

フレキシブル回路の経済

回路設計が比較的単純である場合、総容積は大きくなく、空間は適切であり、従来の内部接続方法の大部分は非常に安価である。回路が複雑で、多くの信号を処理するか、特別な電気的または機械的性能要件を有するならば、フレキシブル回路はより良い設計選択である。アプリケーションのサイズと性能が剛体回路の容量を超えると、フレキシブルな組立方法が最も経済的である。5 milスルーホールを有する12 milパッドと3 mil線と間隔を持つフレキシブル回路をフィルム上に作ることができる。したがって、フィルム上に直接チップを取り付けることがより信頼性が高い。それはイオン穿孔汚染の源であるかもしれない難燃剤を含んでいないので。これらの膜は、より高いガラス転移温度を得るために、より高い温度で保護及び硬化することができる。フレキシブル材料が剛性材料に比べてコストを節約する理由は，コネクタの除去である。

高コスト原材料はフレキシブル回路の高価格化の主な理由である。原料の価格は大いに異なります。低コストポリエステルフレキシブル回路で使用される原材料のコストは、剛性回路で使用される原材料の1.5倍である高性能ポリイミドフレキシブル回路は4倍以上である。同時に、材料の柔軟性は製造工程中に処理を自動化することを困難にし、出力の減少をもたらす欠陥は、フレキシブルな付属品および断線を剥離することのような最終的なアセンブリプロセスで起こりそうである。この種の状況は、デザインがアプリケーションに適していないときに起こりそうです。曲げや成形による高応力下では、補強材や補強材を選択することが多い。その原材料費が高くて、製造が面倒であるが、折り畳み可能で、曲げ可能で、多層のスプライシング機能は、全体的なコンポーネントサイズを減らして、使用される材料を減らして、全体のアセンブリコストを減らす。

フレキシブルな回路産業は小さくて急速な発展を遂げている。ポリマー厚膜法は、効率的で低コストの製造プロセスである。このプロセスは、安価にフレキシブルな基板上に導電性ポリマーインクを選択的にスクリーン印刷する。代表的なフレキシブル基板はPETである。ポリマー厚膜導体は、シルクスクリーン化金属フィラーまたは炭素粉末充填剤を含む。ポリマー厚膜法自体は非常にクリーンであり、無鉛SMT接着剤を使用し、エッチングする必要はない。高分子厚膜回路は、付加的な技術および低い基板コストの使用のため、銅ポリイミドフィルム回路の価格の1／10である剛性回路基板の価格の1 / 2〜1 / 3です。ポリマー厚膜法は、特にデバイスのコントロールパネルに適している。携帯電話および他の携帯型製品において、ポリマー厚膜方法は、プリント回路基板上のコンポーネント、スイッチおよび照明デバイスをポリマー厚膜方法回路に変換するのに適している。それだけでなく、コストを節約するだけでなく、エネルギー消費を削減します。

一般に、フレキシブル回路は、実際には、より高価で高価な回路より高価である。フレキシブルボードを製造する場合、多くの場合、多くのパラメータが許容範囲外であるという事実に直面しなければならない。フレキシブル回路の製造の難しさは、材料の柔軟性にある。

フレキシブル回路のコスト

前述のコストファクタにもかかわらず、フレキシブルアセンブリの価格は低下しており、従来の剛性回路に近接している。主な理由は、新しい材料の導入、生産プロセスの改善と構造の変化です。現在の構造は、製品の熱安定性をより高くし、材料ミスマッチはほとんどない。若干のより新しい材料はより薄い銅レイヤーのためにより正確なラインを生じることができます。そして、コンポーネントをより軽いスペースのためにより軽くてより適切にします。従来、圧延工程を用いて接着剤塗布媒体に銅箔を貼り付けた。最近では、接着剤を用いずに直接銅箔を形成することができる。これらの技術は、数ミクロンの銅層を得ることができ、3 mを得ることができる。幅さえ狭い1つの精密な線。ある接着剤を除去した後、可撓性回路は難燃性を有する。これは、UL認証プロセスを高速化し、さらにコストを削減することができます。フレキシブル回路基板半田マスクおよび他の表面コーティングは、さらにフレキシブルアセンブリのコストを低減する。

今後数年, 小さい, もっと複雑, そして、より高価なフレックス回路は、より新しいアセンブリの方法を必要とする, ハイブリッド・フレックス回路を追加する必要がある. チャレンジ フレキシブル回路産業 は、コンピュータとのペースを保つためにその技術的利点を使用することです, 遠隔通信, 消費需要, アクティブ市場. 加えて, フレキシブル回路は鉛フリー運転において重要な役割を果たす.