フレックスPCBの製造工程における考慮点

フレックスPCBを設計する場合、多くの要素を考慮する必要があります。PCBに使用するはんだペーストだけでなく、各層の柔軟性も考慮する必要があります。これは層間剥離を防ぐために重要です。層が剥離すると、回路にダメージを与え、PCBの故障の原因となります。希望する柔軟性に適したはんだペースト材料を選択することで、層間剥離を防ぐことができます。また、層間剥離を減らすための機能を設計に導入することもできます。

フレックスPCBの設計

フレックスPCBを設計する場合、特定のガイドラインに従うことが重要です。特に、フレックスPCB設計では、電気部品と機械部品の間で一貫性を持たせる必要があります。これらの要素はどちらも回路の使いやすさと耐久性に大きな影響を与えます。さらに、フレックスPCBはIPC 6013-Cの曲げ試験要件を満たす必要があります。このため、回路レイアウトは曲げに対応できるように設計する必要があります。

さらに、フレックスPCBは筐体内部に実装できなければならない。そのため、連続的な屈曲や固定された屈曲形状が必要になる場合があります。さらに、フレックスPCBはリジッドPCBよりも大きな環状リングを必要とします。これは、PCBの設計がトラックの広い幅を考慮しなければならないことを意味します。これらの設計上の制約は、PCBのコストと製造時間に影響します。幸いなことに、フレックスPCBの設計を慎重に行えば、このような余分な出費を避けることができます。

フレックスPCBは、さまざまな製造プロセスに対応できるように設計することができます。これらのプロセスにより、設計者は製品に最適なレイアウトを決定しやすくなります。このタイプのPCBは、一般的に可動部のある製品に使用されます。そのため、どのように使用するかを決定することが重要です。

フレックス基板メーカーの選択

フレックスPCBメーカーを選ぶ際には、ISO、UL、IPCなどの規格や認証を遵守しているところを選ぶようにしてください。事前に承認されたフレックスPCBは、スムーズなプロセスと作業品質を保証します。また、PCM（プリント基板製造業者）アライアンスに加盟している企業を探すと、高品質のフレックスPCBを受け取ることができます。さらに、カスタム形状やサイズを提供するメーカーを選ぶこともできます。

フレキシブルプリント基板は、ポリイミドフィルム、フルオロカーボンフィルム、アラミドフィルムなどのさまざまなプラスチック層から作られている。層には誘電体と導電箔が含まれている。フレキシブルプリント基板の層数やその他の仕様は、コストに直接影響します。したがって、高品質のフレキシブルPCBをリーズナブルな価格で提供しているメーカーを選ぶことが重要です。

フレックスPCBメーカーを選ぶ際のもう一つの考慮点は、銅箔の厚さと種類です。銅箔の厚さは基板全体のコストに最も大きな影響を与えます。銅箔が厚いほど耐久性が高く、見栄えの良い基板になりますが、コストも高くなります。プリント基板の標準的な厚さは0.05mmから0.10mmです。より薄い基板は安価ですが、壊れやすく寿命が短くなります。

インサーキット解析

フレックスPCBを製造する場合、使用される材料は通常FR4またはRogers 4003材料である。この材料の選択は、部品配置、製造速度、はんだマスキング要件に基づいています。通常、PCB のビルドアップ・プロセスでは、基材上に複数の銅層を形成します。これらの層は、トレースやはんだパッドを作成するために、ステンシルやエッチングでパターン化されます。その後、フォトレジストを塗布したパネルに回路アートワークパターンを重ねます。これらの画像は、コリメートされた紫外線を通して製造パネルに転写されます。

フレックスPCBの製造工程では、リジッドPCBとは異なるハンドリング技術が必要となる。リジッドPCBは剛性が高いのに対して、フレキシブルPCBははるかに薄いため、特別なハンドリング装置が必要になります。このような薄い材料を適切に取り扱うことは、高い部品歩留まり率を達成するために不可欠です。さらに、不適切な取り扱いは、折り目やよじれを引き起こし、完成した回路の信頼性問題につながる可能性があります。

フレックスPCBの柔軟性は、スティフナーを含めることで改善できます。この材料は通常銅の薄い層で、カバーレイが硬化した後にフレックスPCBを安定させます。また、紫外線や経年劣化に対する保護効果もあります。

カバーレイの入手

次のプロジェクトでフレックスPCBを使用することを計画している場合、さまざまなタイプのカバーレイマテリアルを理解することが重要です。あるタイプはカバーフィルムと呼ばれ、外部回路を封止するように設計されています。これは、従来のPCBのソルダーレジストと同じ機能を果たします。カバーフィルムは通常、接着剤でラミネートされたポリイミドの薄い層で構成されています。特定の設計要件を満たすために、さまざまな厚さがあります。カバーレイ材料は、圧力と熱の下でフレックスPCBにラミネートされます。

カバーレイの素材はポリイミド製で、摩耗や浮き上がりからトレースを保護する。色は通常黒。厚さはメーカーによって異なる。カバーレイは1ミルの薄さから3ミルの厚さまであります。フレックスPCBアプリケーションに使用されるカバーレイの最も一般的な厚さは1ミルです。

カバーレイ材を選ぶ際には、フレックスPCBの設計要件に対応するものを選ぶ必要がある。カバーレイを貼る基本的な手順を以下に示す。フレックスPCBを保護するために使用する剥離フィルムは、フレックス回路をカバーするのに十分な厚みがあることを確認してください。また、適切なカバーレイ材質を選択する際には、「C」のマーキングラインとパッドも考慮する必要があります。