フレキシブル基板製造の主要3ステップを理解する

キーワード: フレキシブル基板、フレックス回路基板

主回路自体の設計と同様に、プリント基板の製造と設計は非常に重要であることがよくあります。電子回路を整理して組み立てるために、メーカーはコンパクトなフレキシブル基板をますます使用しています。プリント基板は、信号や銅層の導電トレースが印刷またはエッチングされた1つ以上の絶縁基板で構成されています。プリント基板の製造は、通常、回路の複雑さに基づいて、単層基板から8層以上の基板まで幅広く対応します。

現代の電子機器は、フレキシブル基板技術の出現により大きく進歩しました。これらは、繊細で多くの高感度な電子製品の中核を成しています。電卓、カメラ、スマートフォン、ノートパソコンなどの多くの電子機器もこの技術を採用しています。

フレキシブル基板

ポリイミド素材から作られたベース基板を使用して製造されます。この素材は合成および天然の両方で見られます。衣料品、自動車などのさまざまな産業で使用されています。従来のリジッドなプリント基板と比較して、高い電気接続性とフレキシブル回路の高密度性というコンパクトな性質により、大幅な省スペース、軽量化、コスト削減を実現します。適切な用途に適用すると、この技術により電気配線の使用量と総コストをそれぞれ最大75％および70％削減できます。

電気的相互接続の分野において、フレキシブル回路は成長率の高い技術です。21世紀の多くの製品の要求に対して、性能向上をもたらすことが期待されています。

電子システムが私たちの日常生活に浸透していることは、主要なデジタル技術革命の証拠です。携帯電話やパソコンの成功事例が示すように、革新的な製品に対するビジネスおよび消費者需要は非常に大きいものです。電子・電気システムは、予想外の多くの方法で私たちの生活にますます入り込んでいます。デジタルテレビやコードレス電話の形で、またテレマティクスやハンズフリー通信の形で車や家庭に見られます。また、モバイルPDAやノートパソコンの形でビジネスにも利用されています。

フレキシブルプリント回路もまた、上記のアプリケーションの中で、目立たないながらも重要な形で私たちの生活に入り込んでいます。従来、フレキシブル回路は、複雑化する有線アセンブリの役割において、高価な複雑なワイヤーハーネスを不要にし、ワイヤー交換やワイヤーハーネスの代わりとして、よりコスト効率が高く、多くの場合大幅にシンプルな相互接続方法を提供してきました。

今後に向けて、この記事ではフレキシブル回路基板のステップバイステップの製造プロセスを説明し、ガイドとして役立てていただきます。

フレキシブル基板製造のステップバイステッププロセス

製造方法は構造化され手順化されています。製造の3つの主要なステップを進める必要があります。

ステップ 1: フレキシブル基板の積層

ベース素材の節約が主な焦点であり、これが最初の段階です。フレキシブル回路に使用される主要素材はポリイミドです。この素材はFR-4と比較して高価であり、適切に使用する必要があります。ポリイミドを適切に使用するために、ネスティング技術を使用して、回路を可能な限り互いに近づけて配置する必要があります。プロトタイプのプリント基板製造には以下の工程が含まれます。

• ループ処理: 設計者の制限を超えて、わずかに余分な材料を追加することが許容されます。回路アセンブリと保守長を確保するためのこの余分な材料は、サービスループと呼ばれます。
• 導体のサイジング: これにより最大の柔軟性が提供されます。そのため、特に回路を動的用途に使用する必要がある場合は、最も薄い銅を選択する必要があります。
• エッチング: 製造プロセスにおいて、このプロセスは等方性損失を補償するために行われます。このプロセス中、線幅の損失は銅箔の厚さのほぼ2倍になります。線幅は、異なるタイプの導体、エッチングマスク、銅など、いくつかの要因に影響されます。
• 配線: 導体の配線は簡単に行えます。折り曲げや曲げ加工を行うには、垂直な位置にする必要があります。これにより応力が軽減され、曲げや折り曲げが向上します。
• グランドプレーン: 電気的割り当てが十分であれば、クロスハッチングされたグランドエリアを作成します。回路基板の重量を減らすことで、回路の柔軟性を高めるのに役立ちます。

ステップ2: フレキシブル基板の製造プロセス

このステップでは、フレックス回路基板に焦点を当てます。これは導体幅と間隔から始まります。ポリマー薄膜には、標準的な導体幅、すなわち375マイクロメートルが必要です。同時に、銀ベースのポリマーフィルムと標準的な厚膜ポリマーは、回路電流の所望の割合を伝送します。フレキシブル基板の穴の直径は、用途と設計に基づいて異なる場合があります。

• 穴のサイズ: メーカーは小さな穴を作成でき、これはフレキシブル基板のレイアウトを良好にするためにも有効です。高度な技術により、可能な限り小さな穴を作成できます。
• フィレット加工: パッドの面積を増やすことで応力を分散できる技術がフィレット加工です。フレキシブル回路のすべてのランドおよびパッドの終端点にはフィレット加工が必要です。信頼性の高いはんだ接合部を作成するには、スルーホールめっきが適しています。
• ボタンめっき: ここでは、代替のスルーホールめっきを作成できます。最近では、メーカーはスルーホールやビアを準備するために銅を使用しています。

ステップ3: フレキシブル基板の物理的制約に焦点を当てる

このプロセスでは、メーカーがカバーコーティングとカバー層の問題に対処します。以下は、このプロセスで使用される一般的なカバー層です:

• 接着剤付きフィルム: 原材料で構成されているため、動的フレックス回路アプリケーションに適しています。カスタム基板のオーバーコーティングには、接着剤付きフィルムが使用されます。
• スクリーン印刷可能な液状オーバーコート: 厚膜ポリマーとともに、スクリーン印刷可能な液状オーバーコートが一般的に使用されます。これらは低コストです。

フィルムポリマーとフォトイメージング可能な液体: これは最新のオーバーコーティング方法です。また、優れた機能性を備えています:

• 回路を外部からの帯電から防ぎます。
• 内部および外部の損傷の両方から、プリント回路を保護します。
• はんだが回路トレースに付着するのを防ぎ、はんだマスクとして機能します。

フレキシブル基板は、さまざまな信頼性と相互接続性を提供します。このコーティングにより、回路は独自性を持ち、他の従来のオプションとは異なります。