< img src="https://mc.yandex.ru/watch/96881261" style="位置:絶対; 左:-9999px;" alt="" />

特殊 PCB: 総合ガイド

概要

アイテム フレキシブル基板 リジッドフレキシブルPCB リジッドPCB
最大レイヤー 8L 36L 60L
内層の最小トレース/スペース 3/3ミル 3/3ミル 3/3ミル
アウトレイヤーの最小トレース/スペース 3.5/4ミリ 3.5/4ミリ 3/3ミル
内層最大銅 2オンス 6オンス 6オンス
アウトレイヤーマックス銅 2オンス 3オンス 6オンス
最小機械穴あけ 0.1mm 0.15mm 0.15mm
最小レーザー穴あけ 0.1mm 0.1mm 0.1mm
アスペクト比(機械穴あけ) 10:1 12:1 20:1
アスペクト比(レーザードリリング) / 1:1 1:1
圧入穴公差 ±0.05mm ±0.05mm ±0.05mm
PTH 許容値 ±0.075mm ±0.075mm ±0.075mm
NPTH許容値 ±0.05mm ±0.05mm ±0.05mm
皿穴許容差 ±0.15mm ±0.15mm ±0.15mm
板厚 0.1~0.5mm ±0.1mm 0.4~8mm
板厚公差(<1.0mm) ±0.05mm ±0.1mm ±0.1mm
板厚公差(≧1.0mm) / ±10% ±10%
インピーダンス許容差 シングルエンド:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω) シングルエンド:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω) シングルエンド:±5Ω(≦50Ω)、±7%(>50Ω)
差動:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω) 差動:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω) 差動:±5Ω(≦50Ω)、±7%(>50Ω)
最小基板サイズ 5*10mm 10*10mm 10*10mm
最大ボードサイズ 9*14インチ 22.5*30インチ 22.5*30インチ
輪郭許容差 ±0.05mm ±0.1mm ±0.1mm
最小 BGA 700万 700万 700万
最小SMT 7*10ミル 7*10ミル 7*10ミル
表面処理 ENIG、ゴールドフィンガー、浸漬シルバー、浸漬錫、HASL(LF)、OSP、ENEPIG、フラッシュゴールド、硬質金メッキ ENIG、ゴールドフィンガー、浸漬シルバー、浸漬錫、HASL(LF)、OSP、ENEPIG、フラッシュゴールド、硬質金メッキ ENIG、ゴールドフィンガー、浸漬シルバー、浸漬錫、HASL(LF)、OSP、ENEPIG、フラッシュゴールド、硬質金メッキ
戦士の表情 緑ソルダーマスク/黒PI/黄PI 緑ソルダーマスク/黒PI/黄PI 緑、黒、青、赤、マットグリーン
最小ソルダーマスククリアランス 300万 150万 150万
最小ソルダーマスクダム 800万 300万 300万
伝説 白、黒、赤、黄 白、黒、赤、黄 白、黒、赤、黄
凡例の最小幅/高さ 4/23ミル 4/23ミル 4/23ミル
ひずみフィレット幅 1.5±0.5mm 1.5±0.5mm /
ボウ&ツイスト / 0.05% 0.3%

GlobalWellPCBAが提供するさまざまなタイプの特殊PCB

以下から特殊 PCB を選択してガイドにアクセスしてください。

導入

電子設計と製造のダイナミックな状況において、プリント基板 (PCB) の進化はイノベーションと効率性を推進する上で極めて重要です。これらの進歩の中でも、特殊 PCB は、標準 PCB が提供するものを超える性能、耐久性、機能性の強化を必要とするアプリケーションの基礎として際立っています。

特殊基板とは何ですか?

特殊 PCB は、電子デバイスにおける独自の厳しい要件を満たすように設計されており、カスタマイズされた材料、構成、製造プロセスを通じて標準 PCB とは区別されます。

これらのボードは、極端な環境条件下で動作したり、より高い電力レベルを管理したり、優れた精度と信頼性を達成したりするように調整されており、高度なアプリケーションの特定のニーズに応えます。

特殊基板の種類と用途

特殊 PCB にはさまざまなタイプがあり、それぞれが特定の用途に適しています。

  • 高周波RFボード: 通信およびレーダー システムで使用されるこれらのボードは、通常は Rogers や Taconic などの材料を使用して、高周波で最適なパフォーマンスを発揮するように設計されています。
  • 重量銅 PCB: これらの PCB は、車載システムや産業用制御などの高電力アプリケーションに最適で、電流容量を強化するために厚い銅層を備えています。
  • HDI (高密度相互接続) PCB: スマートフォンやタブレットなどの小型電子デバイスで使用される HDI PCB は、埋め込みビアやブラインド ビアの使用によりコンポーネントの高密度化を可能にします。
  • フレキシブルおよびリジッドフレックス PCB: 設計の多用途性を提供するこれらの PCB は、最新のウェアラブル技術、医療機器、航空宇宙用途に不可欠です。
  • セラミックPCB: 優れた熱伝導率で知られ、LED照明や高温環境で使用されます。

特殊PCBのメリット

特殊プリント基板 (PCB) は、標準 PCB に比べて多くの利点を備えており、現代の電子機器のますます複雑かつ特殊なニーズに応えます。 

  1. 過酷な環境におけるパフォーマンスの向上: 特殊な PCB は、高温、圧力、腐食環境などの極端な条件に耐えるように設計されており、航空宇宙、自動車、産業用途に適しています。
  2. 電気的性能の向上: これらの PCB は誘電損失の低い材料を使用しており、通信、レーダー、RF システムの高周波アプリケーションで優れた信号整合性を保証します。
  3. 耐久性と信頼性の向上: 堅牢な材料とプロセスで構築された特殊 PCB は、特にパワー エレクトロニクスや自動車用途において、優れた耐久性と信頼性を提供します。これにより、メンテナンスコストが削減され、耐用年数が長くなります。
  4. 設計の柔軟性の向上: フレキシブルおよびリジッドフレックス PCB は、狭いスペースにフィットすることで革新的な製品設計を可能にし、コンパクトさが重要なウェアラブル技術や医療機器に最適です。
  5. 強化された熱管理: メタルコアまたはセラミック基板を備えた特殊な PCB は熱を効率的に放散し、高出力エレクトロニクスや LED 照明アプリケーションでの過熱を防ぎます。
  6. より高いコンポーネント密度: 高密度相互接続 (HDI) PCB は、スマートフォンなどの家庭用電化製品の小型化に不可欠な、コンポーネント密度が高く、よりコンパクトなアセンブリをサポートします。
  7. 長期的な費用対効果: 特殊 PCB は初期コストが高くなる可能性がありますが、耐久性、信頼性、パフォーマンスが向上するため、時間の経過とともにコスト削減につながる可能性があり、多くのアプリケーションにとってコスト効率の高い選択肢となります。

特殊な PCB 材料について

材料の選択は、特殊 PCB の性能に大きく影響します。オプションには次のものが含まれます。

  • 高周波ラミネート: これらの材料は誘電損失が低いために選択されており、RF およびマイクロ波用途に適しています。
  • メタルコアとヒートシンク: LED照明基板など、効率的な放熱が必要なプリント基板に使用されます。
  • セラミックス: 高温用途に優れた熱伝導性と電気絶縁性を提供します。
  • 高 Tg 基質: これらの材料は高温でも安定しているため、高熱にさらされるデバイスに最適です。

特殊な PCB の設計上の考慮事項

特殊な PCB の設計には、高度なアプリケーションの特定の要件を確実に満たすための一連の重要な考慮事項が含まれます。

  • 材料の選択: 熱管理のための熱伝導率やウェアラブル デバイスのための柔軟性など、アプリケーションのニーズに基づいて材料を選択します。
  • 熱管理: 熱を効果的に放散して過熱を防ぐには、ヒートシンク、サーマルビアを実装し、コンポーネントを慎重に配置します。
  • シグナルインテグリティ: 高周波アプリケーションでの干渉を最小限に抑えるために、慎重な配線レイアウト、制御されたインピーダンスライン、およびシールドを通じて信号の完全性が維持されます。
  • パワーインテグリティ: すべてのコンポーネントに安定したクリーンな電力を供給する配電ネットワークを設計します。これは、高電力で高感度のアナログ アプリケーションにとって重要です。
  • コンポーネントの配置と配線: コンポーネントの配置と配線を最適化して、パフォーマンスを向上させ、組み立てを容易にし、製造性を確保します。
  • 機械的強度: 特に物理的ストレスを受けるアプリケーションの場合は、適切な材料と基板の厚さを選択して、PCB の機械的強度を考慮してください。
  • 製造互換性: 生産上の問題を回避するために、ドリルのサイズやトレース幅などの側面を考慮して、設計が製造プロセスと互換性があることを確認してください。
  • コンプライアンスと標準: コンプライアンスを確保し、再設計を回避するには、PCB のアプリケーション領域に関連する業界固有の規格と規制を遵守してください。
  • テストとプロトタイピング: 徹底的なテストとプロトタイピングは、設計の前提条件と材料の選択を検証し、量産前に潜在的な問題を特定して対処するために非常に重要です。

特殊基板の製造技術

特殊なプリント基板 (PCB) には、その特有の機能や要件に対応するための高度な製造技術が必要です。

  • レーザー穴あけ加工

レーザー穴あけは、マイクロビアが不可欠な高密度相互接続 (HDI) PCB の製造において極めて重要な技術です。マイクロビアは、基板の異なる層間に電気接続を作成するために PCB に開けられる小さな穴です。

従来の機械的穴あけ方法では、より高い精度と、これらのビアに必要な小さな直径を製造する能力が必要です。 

しかし、レーザー穴あけ加工では、集束した光線を利用して材料を蒸発させ、非常に小さく正確に配置された穴を作成します。この方法にはいくつかの利点があります。

  • 精度: レーザー穴あけ加工では、直径 50 マイクロメートルほどの小さな穴をあけることができるため、よりコンパクトな設計と高密度の接続が可能になります。
  • 柔軟性: これにより、PCB の両側からアクセスできないブラインド ビアや埋め込みビアの穴あけが可能になり、より複雑な多層構造が容易になります。
  • スピード: レーザー穴あけ加工は、マイクロビアの作成において機械的穴あけ加工よりも高速であり、生産時間を大幅に短縮します。
  • ダイレクトメッキ

無電解銅めっきとも呼ばれる直接めっきは、PCB 内、特にレーザー穴あけによって作成されたマイクロビア内に電気的固体接続を確立するために非常に重要です。このプロセスには、ビアの壁と基板の表面に銅の薄い層を化学堆積することが含まれます。 

従来の電気めっきとは異なり、ダイレクトめっきでは基板が導電性である必要がないため、絶縁材料のめっきに最適です。この手法により、次のことが保証されます。

  • 均一な適用範囲: ダイレクト メッキにより、ビア内部および基板表面に均一な銅層が得られます。これは信頼性の高い電気接続に不可欠です。
  • 接着力: このプロセスにより、後続の銅層の接着が強化され、PCB 全体の完全性と耐久性が向上します。
  • 複雑な構造: 高度な電子デバイスにとって重要な、複数の層と密度のビア構造を持つ複雑な PCB の製造をサポートします。
  • 特殊エッチング

特殊なエッチングプロセスにより、PCB 上の銅の厚さとトレース幅が正確に制御されます。これは、基板が設計仕様を満たしていることを確認するために重要です。 

エッチングでは、回路パターンを定義するために基板から不要な銅を除去します。光化学エッチングやプラズマ エッチングなどの高度なエッチング技術には、次のようないくつかの利点があります。

  • 正確さ: これらの方法により銅を正確に除去し、設計要件に一致するクリーンで正確なトレースを作成できます。
  • 細い線: 特殊なエッチングにより、スペースが重要視される高密度設計に不可欠な優れたラインとスペースを生成できます。
  • マテリアルの完全性: 高度なエッチング技術により、ベース材料への影響が最小限に抑えられ、その完全性と最終的な PCB の性能が維持されます。

製造プロセス

特殊な PCB の製造プロセスには、基板の最終的なパフォーマンスと信頼性にとって重要ないくつかの詳細なステップが含まれます。

  1. 材料の選択: これには、PCB の電気的、熱的、機械的特性に影響を与える、PCB の意図した用途に基づいて適切な基板と銅の厚さを選択することが含まれます。
  2. パターン転写: 回路設計はフォトリソグラフィーを使用して基板に転写され、エッチングプロセスの設計図が作成されます。
  3. エッチング: 余分な銅は基板から化学的に除去され、PCB の機能にとって重要な目的の回路パターンが残ります。
  4. 穴あけ: 精密な穴あけ加工により、基板の電気的完全性にとって不可欠なコンポーネントの配置と層間接続のためのビアと穴が作成されます。
  5. メッキ: ドリル穴に銅が追加されて、PCB 層間に導電パスが確立され、基板の構造的および電気的接続が強化されます。
  6. 戦士の表情: 銅トレースを絶縁し、電気的短絡を防ぐために保護層が適用され、コンポーネントをはんだ付けするための開口部が残されます。
  7. 表面仕上げ: 露出した銅部分には、はんだ付け性を向上させ、耐食性を提供する表面仕上げが施され、長期的な信頼性が保証されます。

応用分野

  • 航空宇宙と防衛: 航空電子機器、衛星通信、軍用ハードウェアに不可欠な、極限条件における信頼性のために利用されています。
  • 自動車: 耐久性とハイパワーハンドリングが要求されるエンジン制御、安全システム、インフォテインメントに採用されています。
  • 医療機器: 精度、信頼性、さらには生体適合性が要求されるウェアラブル ヘルス モニターや画像診断にとって重要です。
  • 電気通信: これは、ルーターや基地局での高速データ伝送に必要であり、最新の通信ネットワークのインフラストラクチャをサポートしています。
  • 家電: 小型、多機能、高密度設計が重要なスマートフォン、タブレット、ウェアラブル機器に使用されます。
  • 産業用およびパワーエレクトロニクス: これらは機械やエネルギー システムで使用され、高電流、電圧、熱負荷を管理できる PCB を必要とします。
  • LED照明: メタルコア PCB は、LED コンポーネントの効率と寿命に不可欠な効果的な熱管理のために選択されています。
  • コンピューティングとストレージ: この製品は、サーバー、データセンター、コンピューティング システムにおける高速データ処理と温度管理をサポートします。
  • IoT デバイス: これらは、スマート ホーム製品、センサー、ウェアラブルの接続性、コンパクトさ、エネルギー効率に不可欠です。

結論

特殊 PCB は電子設計と製造の最前線にあり、技術的に可能なものの限界を押し上げるデバイスの作成を可能にします。エンジニアや設計者は、特殊な PCB を深く理解することで、これらの高度なコンポーネントの可能性を最大限に活用できます。 

より高度な電子デバイスへの需要が高まるにつれ、技術革新と効率性の推進における特殊 PCB の役割は間違いなくさらに重要になるでしょう。

PCB/PCBA/OEM が必要ですか?今すぐ無料見積もりを入手してください!

jaJapanese