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非積層リジッドフレックス PCB

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PCB のプロトタイプと製造の分野で 10 年以上の経験を持つ当社は、品質、納期、費用対効果、その他の厳しい要求の点で、さまざまな業界のお客様のニーズを満たすことに尽力しています。 

世界で最も経験豊富な PCB メーカーの 1 つとして、当社は PCB ニーズのあらゆる側面において、お客様の最良のビジネス パートナーであると同時に良き友人であることを誇りに思っています。
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概要

アイテム リジッドフレックス PCB
最大レイヤー 36L
内層の最小トレース/スペース 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
内層最大銅 6オンス
アウトレイヤーマックス銅 3オンス
最小機械穴あけ 0.15mm
最小レーザー穴あけ 0.1mm
アスペクト比(機械穴あけ) 12:1
アスペクト比(レーザードリリング) 1:1
圧入穴公差 ±0.05mm
PTH 許容値 ±0.075mm
NPTH許容値 ±0.15mm
皿穴許容差 ±0.15mm
板厚 0.4~3mm
板厚公差(<1.0mm) ±0.1mm
板厚公差(≧1.0mm) ±10%
インピーダンス許容差 シングルエンド:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω)
差動:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω)
最小基板サイズ 10*10mm
最大ボードサイズ 22.5*30インチ
輪郭許容差 ±0.1mm
最小 BGA 700万
最小SMT 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
戦士の表情 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 150万
最小ソルダーマスクダム 300万
伝説 白、黒、赤、黄
凡例の最小幅/高さ 4/23ミル
ひずみフィレット幅 1.5±0.5mm
ボウ&ツイスト 0.05%

剛性と柔軟性を 1 つにまとめた非層リジッドフレックス PCB は、両方の長所を提供します。さまざまな業界でさまざまな役割を果たし、柔軟に対応できる頑丈な回路が得られます。この記事では、非層状リジッドフレックス PCB、その特徴、利点、用途、制限事項についてさらに詳しく説明します。  

非積層リジッドフレックス PCB とは何ですか?

これは、2 つのポリイミド層の間に 1 つの導体層が挟まれたプリント回路基板です。これは、回路トレースが柔軟な絶縁材料の単一層に直接エッチングされていることを意味します。非層化リジッドフレックス PCB の銅層は、設計された回路パターンを生成します。

無層リジッドフレックス PCB の主な特長

層のないリジッドフレックス PCB の特徴としては、次の 3 つが挙げられます。 

  • シールド: これは、静電気干渉を制限するために広く使用されている方法です。 
  • 制御された インピーダンス: より高速な要件を備えた PCB を開発する必要があるため、干渉トレースが構築されることは良いことです。これらは電気抵抗を下げるのに役立ちます。相互接続とトラックの間の移行にも役立ちます。 
  • パネライゼーション:製造後に多くの回路が切断されます。これらの回路は端から切断されている可能性がありますが、小さなタブを介してパネルに接続されたままになります。このため、ウェーブはんだ付けやピック アンド プレース タブなど、使用する方法に関係なく、コンポーネントの組み立てが実行されるときにタブが動かないのです。 

非積層リジッドフレックス PCB の利点

この種の回路基板には、他の PCB に比べて多くの利点があります。 

スペースと時間を節約します

非層リジッドフレックス PCB には、ケーブル アセンブリやコネクタは必要ありません。これによりコスト効率が高まり、回路上に十分な空きスペースが確保されます。また、部品点数が少ないため、無層リジッドフレックス基板は軽量かつコンパクトになります。  

素早い組み立て

必要な組立ラインは 1 つだけであるため、非層リジッドフレックス PCB は簡単に構築できます。組み合わせるコンポーネントが少ないため、組み立ては迅速かつ簡単です。これは、リジッド PCB と比較した場合に大きな利点です。後者では、組み立てと生産にさらに多くの時間がかかります。  

より高い信頼性

非積層リジッドフレックス PCB は、ケーブル アセンブリやコネクタよりも優れた優れた信頼性を備えています。コネクタは問題を引き起こす可能性がありますが、層を持たないリジッドフレックス PCB では接続不良や故障の発生が少なくなります。これらの特性により、極端な動作条件においても信頼性が高くなります。 

耐振動性

多くの業界では、効果的に動作する際に衝撃や振動に耐えられる部品が必要です。この場合、層を持たないリジッドフレックス PCB がうまく機能します。柔軟な部分は、衝撃によって接続が破損することなく、これらの衝撃に簡単に対処できます。これにより、衝撃や振動が避けられない用途での使用に適しています。 

テストが簡単

テストは、PCB の有効性と効率を確認するのに役立つ重要な手順です。非層化リジッドフレックス PCB の最も優れた点は、接続やアセンブリがないため、テストがより簡単かつ迅速に行えることです。

非積層リジッドフレックス PCB の制限

低い電流容量

非層化リジッドフレックス PCB は単層であるため、限られた量の電気しか運ぶことができず、一部のアプリケーションでは選択肢が限られます。 

損傷しやすい

フレキシブル基板上に露出した痕跡がいくつかあります。そのため、このタイプの PCB は環境などの外部要素による損傷を受けやすくなります。 

ルーティングの制限

単一層のトレースでは複雑な回路に対応できないため、層状のリジッドフレックス PCB とは異なります。 

リジッドフレックスPCBボードを組み立てる方法は?

先に進む前に、非層化リジッドフレックス PCB で使用されるさまざまな材料について学ぶことが重要です。 

使用する材料

  • カバー/基板: ポリイミド フィルム、液体フォトイメージャブル カバーレイ、エポキシ ガラスまたはポリイミド ガラス  
  • 導体: 銅
  • 接着剤:ポリイミドプリプレグ、アクリル、エポキシ、難燃アクリル、エポキシプリプレグ。
  • 補強材: エポキシガラス、ポリイミド、ポリイミドガラス、銅、アルミニウム

次に、主な手順を見てみましょう。

材料を準備する

銅フィルム積層板を薬品で洗浄し、適切なサイズにカットします。また、オーバーレイ、ポリイミド、補強材、プリプレグもカットします。 

フレックスパーツの内部コアを作成します。

内部フレックス ボードとその内部コアの生成から始めます。単一フレックス層を備えた非層化リジッドフレックス PCB の場合は、薄い銅箔でカバーします。 2 層以上の場合は、より多くの銅コイルが使用されます。  

フレキシブル部分の内部コア回路を作成する

この PCB を作成する際は、残りの部分を除去する際に、箔上に銅のトレースがまだ残っていることを確認することが重要です。次に、銅箔を紫外線にさらされると硬化する特殊な材料で覆います。次に、その上にフィルムを置き、必要な接続を描きます。 

UV 光が当たると、硬化した材料が銅配線を保護します。残った材料は薬液で洗浄されます。太陽光にさらされた銅は水酸化ナトリウム溶液に浸されます。これにより、銅回路のトレースが残ります。 

穴あけ

レーザービームを使用して基板に穴を開けます。これは、カバーレイをラミネートしてフレックス回路を完成させる前に行う必要があります。

剛体レイヤーを作る

リジッドフレックス PCB にメッキスルーホールがある場合、銅箔とプリプレグ層を交互に使用する積層技術が使用されます。続いて、回路の作成とドリル穴が続きます。繰り返しますが、PCB に HDI 機能があるかどうかを判断する目的でレーザーが使用されます。最後に、交互のフレックス層の積層を完了すると、最終的には剛性部分に回路を作成することになります。  

余分なプリプレグをカットする

レーザーを使用して、フレックス領域のすぐ外側の余分なプリプレグ材料を除去します。

検証するためのテスト

表面仕上げ、ソルダーマスク、シルクスクリーンでプロセスを終了します。 Vカットや穴の掃除前に行ってください。この後、PCB の操作性を確認するために、ネイル イン ベッドとフライング プローブという 2 つの主要なテストが実行されます。 

これはさておき、軍事、医療、自動車分野での 4 端子センシング テストなど、一部の業界では異なるテストが必要です。 

無層リジッドフレックス PCB のアプリケーション

これらの PCB は信頼性が高いため、いくつかの業界で応用されています。ここではそのうちのいくつかを紹介します。

航空宇宙と防衛

これらは軽量であり、過酷な外部環境にも耐性があります。そのため、レーダー、衛星などの軍事機器や航空電子機器での使用に適しています。 

自動車産業

非層化リジッドフレックス PCB の動的機能とスペース効率は、より少ない電気部品でより高い機能を必要とする自動車に最適です。おそらくこれが、高度な自動車用センサー、制御システム、ディスプレイの製造に広く使用されている理由です。

家電

すでに説明したように、それらはサイズが小さく、柔軟性があります。そのため、ウェアラブル デバイス、スマートウォッチ、スマートフォン、VR/AR ヘッドセットの製造に使用されています。

産業自動化

硬い部分は衝撃に耐えることができ、柔軟な部分は基板を曲げることができます。これらの理由は、産業用センサーやロボット工学でそれらを機能させるのに十分です。 

医療機器

これらは、小型化および良好な統合が可能であるため、埋め込み型医療機器、手術器具、診断ツールに使用されています。

非層リジッドフレックス PCB での間違いを避ける方法

リジッドフレックス PCB を構築するのは簡単ではありません。シングルレイヤーは最も簡単だと言えるかもしれませんが、最終的なアプリケーションを見失わないように細部への細心の注意が必要です。  

非層化リジッドフレックス PCB を構築する際、メーカーは電気部品のみを扱う必要はありません。機械的な側面は電気的な側面と同じくらい重要です。無視した場合、多大な損害が発生する可能性があります。

この課題を乗り越えるためにできることは次のとおりです。

曲がる部分には穴を開けないでください。

ビアとパッドは曲げ領域には決して配置しないでください。これにより、曲げ線付近に機械的応力が加わり、残念ながら、メッキされたスルーホールの構造変化が生じる可能性があります。 

対処方法: ビアとパッドを安全な場所に配置します。最適な場所は、操作のどの段階でも曲がらない場所です。理想的には、これは決して推奨されないため、安全のためにアンカーを使用してください。これにより、メッキ穴も丈夫になります。ティアドロップを試して、メッキの穴をトレースに取り付けることができます。パッドやビアを大きくすることも良い考えです。 

曲げ部の配線は慎重に行ってください。

曲げ線上のすべてのトレースは直線上にあり、等距離にある必要があります。間違いを避けるために、ダミーのトレースを追加します。そうすることで機械的耐久性が向上し、痕跡が破損するなどの損傷を受けるのを防ぐことができます。 

また、曲げ部分に跡が残る角を作らないように注意してください。トレースを別の方向に移動する必要がある場合でも、鋭い角ではなく曲線の経路を選択してください。 

クロスハッチングでパターン化されたグランド プレーンを実装します。

グランドプレーンを固体の銅で満たさないでください。領域が硬くなりすぎて柔軟性が低下します。これは地域にとっても大きなプレッシャーとなります。安全な方法は、PCB のフレックス部分にある十字パターンのグランド領域で手を試すことです。

または、この問題に対処するには、PCB 設計ソフトウェアを使用します。適切に構築されたツールを使用すると、非層リジッドフレックス PCB 設計のすべてのガイドラインに確実に準拠できます。またはCADを使用します。これにより、ゾーンと接続を適切に作成できるため、堅牢かつ柔軟な回路の設計が容易になります。

非層構造リジッドフレックステクノロジーの未来

PCB テクノロジーは過去 10 年間で非常に進歩しましたが、その速度が遅くなることは期待できません。より新しく優れたテクノロジーが時々導入されるため、いくつかの驚きが期待できます。それらの一部は次のとおりです。 

その他のアプリケーション: 非積層リジッドフレックス PCB の柔軟性と信頼性により、より多くの産業での使用が可能になることが期待されています。その中にはウェアラブルやIoTも含まれます。 

製造コストの削減:製造技術の向上は今後も続きます。つまり、生産コストが下がり、より手頃な価格になることが期待できます。 

高度なツールの開発:テクノロジーの進歩はますます進んでいます。新しく改良されたアップデートを備えた将来の CAD ツールにより、設計プロセスがよりシンプルかつ高速になるでしょう。プロトタイピングは迅速に行われるため、手順全体がより早く完了することが期待されます。  

3D 統合: 将来的には、フレックス回路に湾曲した 3D 形状が含まれる可能性があります。これは、付加製造によって適切に導かれる消費財の興味深い形状の開発に役立つ可能性があります。 

より良い素材: 非層化リジッドフレックス PCB の信頼性は、PCB の耐熱性と安定性を高める新素材によって強化されます。 

上記をすべて組み合わせると、ダイナミックでパフォーマンスが向上し、より多くのアプリケーションが実現するという未来を描くことができます。 

別れの思い

全体として、非層化リジッドフレックス PCB にはいくつかの利点があるため、さまざまな業界で活躍しています。積層型リジッドフレックス PCB ほど頻繁には使用されていませんが、依然として大きな価値があり、使用されていると考えられています。非積層リジッドフレックス PCB についてさらに詳しく知りたい場合は、当社のチームにお問い合わせください。

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