フレキシブル基板とは: 意味, 工事, 種類, アプリケーション

日常生活の一部となっている電子機器にはどのようなものがありますか? スマートフォンかもしれない, コンピューター, ラップトップ, タブレット, カメラ, その他の電子機器. これらのデバイスに共通するコンポーネントは、プリント基板への依存です。 (PCB) 機能する. さまざまな中で PCBの種類, フレキシブル PCB は、そのユニークな特性と用途で際立っています. このブログでは, フレックス PCB の定義と構造からその種類と用途まで詳しく見ていきます。.

フレキシブル基板とは?

フレキシブル PCB は、曲げるように設計された回路基板の一種を指します。, ねじれ, 機能を損なうことなくさまざまな形状に適合します. 従来のものとは異なります リジッドPCB 柔軟なポリマー素材を使用しているため、, ポリイミドやポリエステルなど, 硬質ガラス繊維の代わりにベース基板として使用. 導電性銅トレースは、この柔軟なポリマーベース層に積層されています。, 薄くて曲げやすい回路基板を作成する. 硬い補強材がないため、フレキシブル PCB は動的に曲がります。, ねじれ, 動作中の歪み, スペースが限られた用途に適しています, 体重が心配です, または、PCB を狭いスペースや曲面の周囲に取り付ける必要がある.

フレックスPCB: 使用される構造と材料

フレキシブル基板は主に以下の層で構成されています:

1. 誘電フレキシブル基板

基礎となる誘電体層は、導電パスの構築に不可欠です. したがって, フレキシブル基板に適切な材料を選択することが重要です. 一般的なオプションにはポリイミドが含まれます, ポリエステル, PTFE, および液晶ポリマー (LCP). その中で, ポリイミドは最も広く使用されているフレックスです 基板材料 耐久性に優れているため, 熱特性, 有利なコストパフォーマンス比.

2. 導電層

導電層は、基板上に積層された銅箔または銅クラッドで構成されています。. これらの層をエッチングして、目的の回路パターンを形成します。, 痕跡も含めて, パッド, およびビア. 銅はコスト効率が高いため、導電層として最も一般的な材料です。. その他の選択肢としては、シルバー インクなどがあります。, コンスタンタン, 炭素, アルミニウム, インコネルと.

3. 粘着層

導体金属を基板にしっかりと固定します. 接着剤を選択するときは、非常に慎重に行う必要があります. エポキシなど、回路基板に使用できるさまざまな接着剤材料があります。, 感圧接着剤, とアクリル.

4. かぶせる

オーバーレイはフレックス回路の上部に適用され、その役割は銅配線を湿気などの悪影響から保護することです。, ほこり, および化学汚染物質. 電気的短絡などの問題を効果的に防止できます。. オーバーレイの材料は通常ポリイミドです。, 液体フォトイメージャブルはんだマスク, または他の誘電体材料.

5. 補強材

特定の状況では, 追加の補強材がフレキシブルプリント基板の特定の領域に追加される場合があります. この補強材の目的は、必要な箇所に剛性と構造サポートを与えることです。. 一般的に使用される補強材には、接着剤付きのポリイミドまたは FR-4 ラミネートが含まれます。.

さまざまなタイプのフレックス基板

がある 4 市場で入手可能な主要なタイプのフレキシブル回路基板. これは次のとおりです:

1. 片面フレキシブル回路

これは、回路の最も一般的な設計の1つです。. その人気の背後にあるいくつかの理由があります. 例えば, 彼らは最も安価です. さまざまなフレックスアプリケーション向けの非常に効果的なバリアントが含まれています.

2. 両面フレキシブル回路

これは、フレックスプリント回路の2番目に一般的な設計です. 回路の高密度相互接続を必要とするすべてのアプリケーションに役立ちます. 片側回路のリンクを解除します, メッキスルーホールで接続された2つの金属層を備えています. 標準の両面回路には、ベースフィルムの両面に接着剤とカバーフィルムの連続層が含まれています.

3. 多層フレックスPCB

多層フレックス回路は、絶縁誘電体層で分離された 3 層以上の導電性材料で構成されます。. 構造が複雑なため、他の種類の PCB よりも高価です。. ただし、これらのボードには、電気的性能の向上など、単層または二層のボードに比べていくつかの利点があります。, 高度な機能, 機械的堅牢性の向上.

4. リジッドフレックスPCB

名前が示すように, これは、リジッドとフレキシブルの両方のプリント回路基板を組み合わせたハイブリッド構成です。. 剛性部分はすべてのコンポーネントをサポートし、コネクタを補強します. その間, フレキシブルセクションは、さまざまなリジッドセクションの接続全体を提供します. その信頼性のおかげで, 強さ, と柔軟性, 軍事などの用途で人気があります, 航空宇宙, 自動車および商業用電子機器.

フレキシブルPCBボードのアプリケーション

信頼性に関しては, 最大の適応性と柔軟性, フレックスPCBは非常に便利です. フレキシブル回路基板のいくつかの最も重要なアプリケーションは次のとおりです:

1. コンピュータエレクトロニクスにおける柔軟なPCB

コンピュータのいくつかの主要コンポーネントは、適切な動作のためにフレックス回路に依存しています. 例えば, 高速に追いつくために, ハードドライブのコンポーネントは柔軟である必要があります. ハードドライブを長期間使用しながら, 熱くなることがあります. これは、回路基板が高温に耐えることができる必要があることを意味します. ここでフレックス PCB が登場します. 同様にコンピュータ, あなたは他の電子ガジェットで柔軟な回路基板を見つけることができます, ゲームシステムなど, テレビ, とプリンター.

2. 自動車用電子機器のフレックスプリントボード

自動車用電子ハードウェアの大部分はフレキシブル回路を使用しています. 例えば, エンジン管理ユニットまたはコンピュータおよびエアバッグ コントローラはフレキシブル PCB を使用します. ダッシュ システムでもフレックス PCB ボードを見つけることができます, アンチロックブレーキシステム, そしてインストルメントパネル. この好みは、不規則な形状やコンパクトなスペースに適合するフレキシブル PCB の独特な能力に由来しています。, かさばるケーブルタイやコネクタが不要になります.

3. 医療分野におけるフレキシブルPCB

柔軟なプリント回路基板は、さまざまな医療および製薬アプリケーションで非常に重要です. フレックス回路の最も一般的なアプリケーションは、飲み込み可能なカメラです, 一般的にPillCamとして知られています. このカメラは、医師や医療専門家が人体を正確に観察するのに役立ちます。. さらに, 柔軟な PCB を使用して現実的な義肢を作成します. 研究者は、柔軟で有機的な材料に回路を印刷する技術を導入しました. この素材は通常のフレックスプリントボードよりも非常に小さいため、損傷することなく自然に動くことができます.

フレキシブル基板のメリットとデメリット

同様に、他のすべてのタイプのプリント回路基板, それにも長所と短所があります:

フレキシブルPCBの利点

従来の電気接続と比較して、フレックス回路基板にはいくつかの長所があります. ここにフレックス回路のいくつかの長所があります:

• 機械的な接続を完全に排除します.
• 強力で信頼性の高い信号を生成する機能を備えている.
• それは巨大な温度に耐えます.
• その柔軟性のため, 壊れにくいので信頼性があります.
• 簡単に曲げたり折りたたんだりできます, サイズが小さくなります.
• サイズが小さいため、非常に小さな領域をカバーします.
• フレックス回路は軽量です.

フレックス回路基板のデメリット

このボードにはいくつかの欠点があります. ここにフレックス回路のいくつかの短所があります:

• 丈夫ですが, この回路基板の初期費用はかなり高いです.
• この回路基板を完成させた後、変更を加えることは非常に困難です。.
• その手直しとはんだ付けには、エンジニアの専門家チームが必要です.

フレキシブル PCB を使用する場合?

フレキシブルプリント回路基板は、ポリイミドなどで構成されています. 彼らは間でも極端な温度に耐えることができます 200 および400C. したがって、高温および高密度のアプリケーションを開発する場合は、フレックス回路を使用することが重要です。. 例えば, さまざまなガスおよび石油産業におけるボーリング孔の測定, 良い使い方をする. さらに, 高温に耐えることができ、化学薬品に対して強い耐性を示します。, 放射線, そして紫外線への曝露. そのため、化学薬品などを扱うこのようなすべてのアプリケーションに非常に役立ちます。.

フレキシブル PCB だけを使用しない理由?

フレキシブル PCB には数多くの利点があるにもかかわらず、, 多用途性と適応性を含めて, リジッドPCBを完全に置き換えたわけではありません. 主な阻害要因はコストです. フレキシブル PCB は通常、リジッド PCB に比べて生産コストと材料コストが高くなります。. その結果、, 多くの企業は、フレキシブル PCB の独自の特性を特に活用できるアプリケーションでのみフレキシブル PCB を選択しています。. 一般的な製造・組立工程用, 全体的なコストを管理および削減するにはリジッド PCB が推奨されます.

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