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PCB技術

PCB技術 - 関連する剛性フレキシブル回路基板の理解

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PCB技術 - 関連する剛性フレキシブル回路基板の理解

関連する剛性フレキシブル回路基板の理解

2021-10-23
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Author:Downs

生産を開始する前に、インピーダンス計算機を使用してフレキシブル回路の特性インピーダンスを決定することができます(。フレキシブル回路のメーカーは計算を完了するのに役立ち、インピーダンス計算機を購入したりダウンロードしたりすることができます。フレキシブルPCBインピーダンスの特性に影響を与える要因の中には、次のものがあります。

回路構築用絶縁材料の誘電率

信号を運ぶトレースの幅

信号トレースと基準平面層との距離

信号を担持するトレースの厚さ

差動インピーダンス応用における信号トレース間の距離

ひょうじゅんにじゅうかいろせつごう

最も一般的なインピーダンス要件は、50オーム〜75オーム(シングルエンド)または差動信号は100オーム〜110オームである。フレキシブル回路でこのインピーダンス値を実現するには、通常よりも厚い絶縁材料を使用して、回路全体を厚くする必要があります。

:インピーダンスの要求が高い二層構造図の制御インピーダンス部分の厚さが増加したため、柔軟性がある

平面層とシールド層

基準平面層と外部遮蔽層はインピーダンス制御と信号完全性の面で重要な役割を果たしている。製造元は、次の材料を使用して平面画層を追加できます。

余分なエッチング銅層

スクリーン印刷導電性エポキシ樹脂又は導電性インク

積層導電膜

めっき孔で接続する必要がある内部平面には、銅平面層が標準平面層として必要である。銅平面層は、可撓性回路をよりよくプリフォーム形状に維持することができ、一方、スクリーン導電性エポキシ樹脂または導電性インクと積層導電膜は、可撓性回路の可撓性を高めることができる。

てっきんばん

回路基板

機械補強板を用いてフレキシブル回路上のSMT部品、コネクタ、その他の端子領域を硬化するのが賢明な方法である。フレキシブル回路メーカーは、エポキシガラス積層板(FR−4)またはポリイミドフィルムからなる任意の厚さの補強板を添加することができる。SMTアプリケーションでは、SMTコンポーネントの反対側に補強板を追加する必要があります。スルーホールコネクタやその他のスルーホール用途では、コネクタまたはスルーホールアセンブリの同じ側に補強板を追加する必要があります。コネクタ領域に補強板を追加するには、コネクタが占有する空間に一致する穴が必要です。補強板の小孔は少なくとも回路上の貫通孔の直径より0.015インチ大きいこと。

ホットアイソレーションディスク

大量の銅で囲まれた各パッドに熱隔離パッドを使用する必要があります。大面積の銅は非断熱ディスクの熱を消散させ、溶接が完成しにくい。

フレキシブル回路設計ガイド

剛性フレキシブル回路は剛性PCBとフレキシブルPCBを結合したハイブリッド回路であることから、このタイプの構造に対する特別なガイドラインがある。

典型的な剛性フレキシブル回路

剛性−フレキシブル回路において、すべてのめっき孔が剛性領域にあることを確保する(めっき孔がフレキシブル領域に現れるべきではない)、

非粘性可撓性材料の使用、および剛性-可撓性の組み合わせの設計が「クリップ」被覆構造を使用するか、「ビキニ」被覆構造を使用するかを明らかにします。アクリル接着剤は剛性フレキシブル回路上のめっき孔の唯一の致命的な弱点である。孔めっき領域にアクリル系接着剤を使用することを避けることは、孔めっきの信頼性を大幅に高めることができる、

フレキシブル回路によって接続される剛性領域は、少なくとも0.375インチ、好ましくは0.5インチ以上離れていなければならない。

接着なし構造を使用して柔軟性を高めます。制御インピーダンス回路に非結合構造を使用する場合は、信号層と基準平面層が相互に結合されていることを確認します。回路が湾曲すると、非接着領域が湾曲します。信号層と参照層が結合していなければ、インピーダンス不整合が存在し、アセンブリの取り付けに使用するベアリングボードまたはトレイを指定したら、製造元に連絡して、ベアリングボードが加工パネルを効果的に取り付けられるようにしてください。そうしないと、コストが急増します。

コストを決定する要因

すべてのデザイナーは、パフォーマンスに影響を与えずにコストを削減する適切な方法を探しています。IPCの研究により、PCB設計者が行った決定は75%の回路コストに影響を与えることが明らかになった。フレキシブルな回路設計者にとって、どの機能が価値を高めることができるのか、どの機能がコストを増やすだけなのかを理解することは非常に重要です。設計者はコスト削減のために信頼性を犠牲にするべきではありません。同時に、多くの指定されたフレキシブル回路は不要であり、付加価値を増加させることなくコストを増加させるだけである。以下の特性は、回路コストの増加を招く主な駆動要因である。

回路基板層数:層数の増加はコストの上昇にもつながる。層数の増加は、より多くの材料と処理時間を使用することを意味する。加工層が多いフレキシブル回路や剛性フレキシブル回路は、非常に大きな技術的課題に直面し、生産性が低下する可能性があります

回路サイズと形状:ほとんどのフレキシブル回路はパズル形式になっています。回路がパズルボード上で占める面積が大きいほど、コストが高くなります。回路形状を少し修正しても多額のコストを節約できる例がある。フレキシブル回路形状のわずかな変化により、フレキシブル回路のパズルボードへの入れ子をより合理的にすることができ、パズルボードごとに2つの回路を追加することができます。

回路タイプ(すなわち、クラス3とクラス4の比較):剛性フレキシブル回路は通常、補強板を備えた多層フレキシブル回路よりも高価である。アプリケーションに剛性フレキシブル回路構造が必要かどうかを判断するために設計を確認するか、補強板を備えた多層PCBを使用すれば十分です。必要に応じて、フレキシブルPCB製造元にお問い合わせください。

回路レベル(すなわち、レベル3とレベル2の比較):レベル3の回路は追加のテスト、検査、特定の構造要件を必要とするため、コストが高くなります。使用するフレキシブル回路レベルを決定するためのアプリケーションの要件の表示

図面で使用されているサイズが大きすぎたり、厳密すぎたりします。機械加工部品ではなくフレキシブル回路を購入していることを覚えておいてください。フレキシブル回路を製造するために使用される材料は、剛性PCB材料よりも緩やかな公差を有し、これも許容される。図面に追加する各寸法は検証が必要なので、「この寸法は追加の価値をもたらすのか、それともコストを増やすだけなのか」と自分に問い合わせる必要があります。フレキシブル回路図面上の非キー寸法はすべて参照として指定する必要があります

めっき孔領域の層数が異なる:すべてのめっき孔がある領域は同じ層数と構造を持つべきである

さまざまなコーティング:さまざまな異なるコーティングを使用することができますが、通常、この方法では一連の手動マスク操作が必要になるため、コストも増加します

特徴:フレキシブルPCB材料自体の寸法が不安定であるため、小さい回路特徴(すなわちパッド)は加工が困難になり、生産性が低下する可能性がある。インスタンスでは、より大きな特徴を持つレイヤーを追加することは、より小さな特徴を持つ設計よりもコスト効率が高いことが証明されています。