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FPCBについて知っておくべきことすべて

フレキシブル プリント回路が作られた理由は、リジッド ワイヤリング ハーネスの必要性をなくすためでした。 フレキシブル プリント回路は、接続性、モビリティ、ウェアラブル、小型化、およびその他の最新のトレンドにより、ほぼすべての業界で使用されています。 最も基本的なフレキシブル回路は、壊れやすい誘電体フィルムで分離された多くの導体で構成されています。 フレキシブル プリント回路基板は、最も単純なタスクから最も複雑なタスクまで、あらゆる用途に使用できます。

FPCBの歴史

20 世紀の変わり目に、新しい電話ビジネスの研究者たちは、標準的で柔軟な電気回路の必要性を認識しました。 回路は、導体と絶縁体の交互の層でできていました。 1903 年の英国特許によると、回路は紙にパラフィンを置き、平らな金属導体を配置することによって作成されました。 トーマス・エジソンは、同じ頃のメモの中で、セルロースガムでコーティングされ、グラファイトパウダーで描かれた亜麻紙を使用することを提案しました. 大量生産技術が最初に使用された1940年代後半に、フレキシブル基板上のフォトエッチング回路に関するいくつかの特許が申請されました。 能動部品と受動部品をフレキシブル回路に追加することで、「フレキシブル シリコン技術」が開発されました。これは、半導体を (薄膜トランジスタなどの技術を使用して) フレキシブル基板に結合する能力を表しています。 オンボード計算とセンサー容量の組み合わせのおかげで、多くの分野でエキサイティングな新しい開発が行われ、フレキシブル回路アーキテクチャの通常の利点がもたらされました。 特に航空機、医療、消費者向け電子機器における新しい開発。 

FPCBとは

レギュラーと比べると PCB、それらがどのように設計され、作られ、どのように機能するかに大きな違いがあります. 現代の製造技術が「印刷」されていると言うのは不正確です。パターンを定義するために、印刷の代わりにフォト イメージングまたはレーザー イメージングがますます使用されるようになったため、金属トレースの層がポリイミドなどの誘電体材料に接着されて、フレキシブル プリント回路が作成されます。 . 誘電体層の厚さは、.0005 インチから .010 インチの範囲である可能性があります。 金属層の厚さは、0001 インチから 010 インチを超える場合があります。 接着剤は多くの場合、金属を基板に取り付けますが、蒸着などの他の方法も可能です。 銅は酸化する可能性があるため、通常は保護層で覆われています。 金またははんだは、電気を通し、環境に耐えることができるため、最も一般的な選択肢です。 誘電体は通常、回路が何にも触れていない場所で酸化したりショートしたりしないようにするために使用されます。 

FPCBの構造

フレキシブル PCB は、リジッド PCB のように、XNUMX つ、XNUMX つ、またはそれ以上の回路層を持つことができます。 ほとんどの単層フレキシブル プリント回路は、次の部品で構成されています。 

  • 誘電体基板フィルムは、PCB の土台として機能します。 最も使用されている素材であるポリアミド (PI) は、牽引力と温度に強い耐性があります。
  • 回路のトレースとして機能する銅ベースの導電体
  • 保護コーティングは、カバーレイまたはカバーコートを使用して作成されます。
  • ポリエチレンまたはエポキシ樹脂は、さまざまな回路コンポーネントを一緒に保持する接着剤です。
単層fpcb
単層fpcb

まず、銅をエッチングしてトレースを露出させ、次に保護カバー (カバー レイ) に穴を開けてはんだ付けパッドを露出させます。 部品を洗浄した後、一緒に丸めて最終製品を作ります。 回路の外側のピンと端子は、溶接を助けたり、錆びないようにするために錫に浸されます。 回路が複雑な場合や、銅のグランド シールドが必要な場合は、XNUMX 層または多層 FPC への切り替えが不可欠です。 多層 FPC は、単層 FPC と同様の方法で製造されます。 ただし、多層 FPC では、導電層を接続するために PTH (Plated Through Hole) を追加する必要があります。 接着剤は導電性トラックを誘電体基板に貼り付けるか、多層フレキシブル回路では異なる層を貼り合わせて回路を作成します。 さらに、粘着フィルムは、湿気、ほこり、その他の粒子による損傷からフレキシブル回路を保護することができます。

二層fpcb
二層fpcb

FPCBの製造工程

回路図のキャプチャ、プリント回路基板のレイアウト、および回路基板の製造と組み立ては、PCB の設計と作成の手順の高レベルの説明ですが、詳細は複雑です。 このセクションでは、各ステップを見ていきます。 

  • 回路図を構築する

CAD ツールを使用してボードの設計を開始する前に、ライブラリ コンポーネントの設計を完了することが重要です。 これは、抵抗、コンデンサ、インダクタ、接続、IC など、作成できるパーツの論理シンボルを作成することを意味します。 回路図 (IC) で使用できるもの。 これらのパーツの準備ができたら、CAD ツールを使用して回路図シートに順番に配置することから始めることができます。 部品を大まかに組み立てたら、ワイヤを描画して、回路図シンボルのピンがどのように接続されているかを示すことができます。 電子メモリおよびデータ回路では、ネットは単一のネットまたはネットのグループを示す線です。 回路図のキャプチャ中に、プロセス パーツを移動して、明確で読みやすい図を作成する必要があります。 

  • 回路シミュレーション

回路図のパーツと接続を描画したら、回路をテストして動作するかどうかを確認できます。 モデリング プログラムで SPICE (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) 回路シミュレーションを使用すると、これを再確認できます。 実際のハードウェアを作成する前に、PCB エンジニアはこれらのツールを使用して、設計した回路をシミュレートできます。 時間とコストを節約できる PCB 設計ツールは不可欠です。 

  • CAD ツールのセットアップ

今日の設計ツールを使用すると、PCB 設計者は、設計ルールや制約を設定する機能など、多くの機能にアクセスできます。 これにより、個々のネットが交差するのを防ぎ、コンポーネント間に十分なスペースを確保できます。 デザイナーは、さまざまな追加ツールにもアクセスできます。 デザイン グリッドのようなツール。 コンポーネントの配置とトレースの配線を整理しやすくします。 

  • レイアウト用コンポーネント

設計データベースを作成し、ネットの接続方法に関する回路図のデータをインポートしたら、実際の回路基板レイアウトを作成できます。 まず、設計者がインプレッションをクリックしたときに、CAD プログラムの基板外形内にコンポーネントのフットプリントを配置する必要があります。 ネット接続とそれらがどのコンポーネントにつながるかを示す「ゴーストライン」グラフィックが表示されます。 練習を積むことで、設計者は、接続性、ホット スポット、電気ノイズ、およびケーブル、コネクタ、取り付けハードウェアなどの物理的な障害物などを考慮して、これらの部品を最高のパフォーマンスで配置する方法を学習します。 設計者は、回路に何が必要かを考えることができません。 設計者は、製造業者が部品を組み立てるのが最も簡単になるように、部品を配置する場所についても考える必要があります。 

  • PCBルーティング

すべてがあるべき場所にあるので、ネットを接続できます。 これを行うには、輪ゴム網の接続から図面上に線と面を作成する必要があります。 CAD プログラムには、設計時間を短縮する自動ルーティング機能など、いくつかの便利な機能があり、これを行うのに役立ちます。 

ルーティングには細心の注意を払うことが不可欠です。 ネットの長さが伝送する信号に適していること、およびノイズの多いエリアを通過しないことを確認する必要があります。 このため、クロストークやシグナル インテグリティに関するその他の問題が、ボードの製造後の動作に影響を与える可能性があります。 

  • 明確な PCB リターン電流経路を確立します。

集積回路 (IC) など、ボード上で最もアクティブな部品を電源およびグランド ネットに接続する必要があります。 これらのパーツが到達できるソリッド プレーンを作成するために必要なことは、エリアまたはレイヤーを塗りつぶすことだけです。 電源プレーンとグランド プレーンを作成する場合は、さらに複雑になります。 これらの翼には、トレースに沿って信号を送り返すという重要な役割もあります。 プレーンに穴、カットアウト、または分割が多すぎると、リターン パスにノイズが多くなり、PCB のパフォーマンスが損なわれる可能性があります。 

  • ルールの最終チェック

コンポーネントの配置、トレースのルーティング、および電源プレーンとグランド プレーンの作成が完了したので、PCB 設計はほぼ完了です。 次のステップは、外側のレイヤーにシルク スクリーン印刷されるテキストとマーキングを設定し、最終的なルール チェックを実行することです。 

名前、日付、および著作権情報をボードに記載すると、他のユーザーが部品を見つけやすくなります。 同時に、PCB を作成して組み立てる際には、製造図面を作成して使用する必要があります。 PCB 設計者は、ボードの作成にかかる費用を決定するのに役立つツールも使用します。 

  • ボードを作る

出力データ ファイルを作成したら、次のステップはそれらを製造施設に送信してボードを作成することです。 トレースとプレーンを金属層にカットした後、それらを一緒に押して、一緒に配置する準備ができた「ベア ボード」を作成する必要があります。 ボードが組み立てられるところまで来たら、必要な部品を渡すことができます。 その後、部品ごとに設計されたいくつかのはんだ付けプロセスのいずれかを実行できます。 ボードは、必要なすべてのテストに合格したため、最終的に準備が整いました。 

FPCBの製造に使用される材料

FPCB製品は、柔軟な素材で作られているだけでなく、軽くて薄い感触があります。 構造は非常に軽いため、PCB の絶縁体を傷つけることなく、何度も伸ばすことができます。 ソフトボードは、プラスチック製でワイヤで構成されているため、高い伝導電流または電圧を処理できません。 これにより、高電力電子回路ではあまり役に立ちません。 しかし、低電力、低電流の民生用電子機器では、ソフト ボードを多く使用できます。 ソフト ボードは単価が高いため、製品設計で主要なキャリア ボードとして使用されることはほとんどありません。 これは、キー マテリアル PI によって、ユニットあたりのソフト ボードのコストが制御されるためです。 代わりに、重要な設計の「ソフト」部分のみを実行するために雇われます。 移動して動作する必要がある電子部品または機能モジュールには、ソフト回路基板が必要です。 たとえば、デジタル カメラの電子ズーム レンズや、光ディスク ドライブの読み取りヘッド電子回路がその例です。 ポリイミド (PI) とも呼ばれる PI は、完全芳香族 PI と半芳香族 PI にさらに分解できます。 その分子構造と高温に対応する能力に基づいて使用できます。 全芳香族 PI は、PI のストレート タイプの XNUMX つである化合物です。 物事はソフトでもハードでも、両方でもかまいません。 注入されているため、注入できる材料は成形できませんが、粉砕したり、焼結したり、さまざまに使用できます。 半芳香族 PI は、このグループに属するポリエーテルイミドの一種です。 材料は熱可塑性であるため、ポリエーテルイミドの製造には射出成形がよく使用されます。 熱硬化性PIなら、原料の品質が異なる含浸材の積層成形、圧縮成形、トランスファー成形が可能です。 

FPCBの種類

フレックス回路には、単層から多層、リジッドまで、XNUMX 種類あります。 ここでは、最も一般的なタイプのフレキシブル回路をいくつか紹介します。 

  • 片面フレキシブル回路: これらの回路は、XNUMX つの絶縁層の間に XNUMX つの銅層があります。 または、XNUMX 層の断熱材 (通常はポリイミド) と、覆われていない片面。 次に、回路レイアウトは、下の銅層に化学的にエッチングされます。 それらの製造方法により、部品、コネクタ、ピン、補強材を片面フレキシブル プリント回路基板に追加できます。
  • デュアル アクセスを備えた片面フレックス回路: 一部の片面フレックス PCB は、基板の両面から回路の導体に到達できるレイアウトになっています。 この設計機能のためにフレキシブル PCB と特定の層を使用すると、ベース材料のポリイミド層を介して XNUMX つの銅層に到達することが可能になります。
  • 両面フレックス回路: これらの回路は、XNUMX つの導電層を備えたフレキシブル プリント回路基板です。 これらの回路は、ポリイミド絶縁によって分離されています。 導電層の外側面は、露出または被覆することができる。 ほとんどの層はスルー ホールをメッキすることによって接続されますが、他の方法もあります。 片面バージョンと同様に、両面フレキシブル PCB は、ピン、接続、補強材などの追加部品を保持できます。
  • 多層フレキシブル PCB。 これらの回路は、片面回路と両面回路の両方を作成するために、間に絶縁層を挟んだ 4 つ以上の柔軟な導電層を使用します。 これらのユニットの外層には通常、カバーと貫通穴があります。 それらは多くの場合、銅でメッキされており、これらのフレキシブル回路の厚さの長さを実行します。 多層フレキシブル回路により、クロスオーバー、クロストーク、インピーダンス、およびシールドの問題を回避できます。 多層回路を設計するには多くの方法があります。 たとえば、FRXNUMX と同じように、ブラインド ビアや埋め込みビアを使用して多層フレックス ボードを構築できます。 また、保護を強化するために多層回路の層を何度も積層することもできますが、柔軟性がより重要な場合は通常、この手順は省略されます。
  • リジッドフレキシブル回路: これらの PCB は他の PCB とは少し異なり、同じ目的を果たしますが、通常、他の柔軟な PCB オプションよりも高価です。 ほとんどの場合、これらの設計には XNUMX つ以上の導電層があり、それぞれの間に硬質または柔軟な絶縁体があります。 多層回路とは異なり、ユニットをまとめるために補強材のみを使用し、導体は柔軟性のない層に配置されます。 このため、リジッド フレックス PCB は航空宇宙および防衛産業で普及しています。
  • アルミフレキシブル基板: フレキシブル アルミニウム プリント回路基板は、電気や光を多く使用する医療や自動車などの産業で最適に機能します。 また、小さいので、小さな出入り口を通り抜けることができるかもしれません。 これらは安価で軽く、長持ちするため、優れた投資です。 また、熱が通過するのに役立つアルミニウム層もあります。
  • マイクロ回路: フレキシブル マイクロサーキット ボードは、家電製品に最適なソリューションです。 軽量で衝撃や振動に強いため、これらの材料は家電製品に最適です。 超小型回路は優れたシグナル インテグリティを備えているため、サイズが小さくても動作に影響はありません。
  • フレキシブル回路を備えた高密度インターコネクタ (HDI) ボード: これらは、プリント回路基板ビジネスで最も急速に成長している技術の XNUMX つです。 従来の回路基板よりも配線が多いため、電気的性能と速度が向上し、機器の軽量化と小型化が実現します。 携帯電話、コンピューター、ビデオ ゲーム コンソールなどのガジェットに最適です。
  • 超薄型フレキシブルプリント基板: これらには、小さくて薄い部品と基板材料があります。 これにより、持ち運びが必要な電子機器や体内に入れる必要のある電子機器に最適です。 または、非常に軽い回路基板を必要とするその他の用途に。
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FPCB

FPCB アプリケーション

フレックス PCB は、回路接続を除いて通常のプリント回路基板と同じで、フレキシブルな基材で作られています。 これは、永続的にインストールすることを意図していないものに特に役立ちます。 フレキシブル PCB は、長持ちし、場所を取らないため、ますます多くの業界で使用されています。 以下は、このテクノロジーをどこでどのように使用できるかの例です。 

  • 自動車産業: 電子部品を搭載した車が増えています。 そのため、回路が車内で発生する衝撃に対応できることが不可欠です。 フレキシブル プリント回路基板は、安価で長持ちするため、重要なビジネス オプションです。
  • 家電: フレキシブル プリント回路基板 (PCB) は、家庭用電化製品でよく使用されます。 たとえば、携帯電話、タブレット、カメラ、ビデオ レコーダーなどです。 これらのものを頻繁に移動する必要がある場合は、柔軟な PCB の衝撃と振動を処理する機能が役立ちます。
  • 高速デジタル、RF、およびマイクロ波アプリケーション: フレキシブル PCB は高周波に優れています。 信頼性が高いため、高速デジタル、RF、およびマイクロ波アプリケーションで使用できます。
  • 産業用電子機器。 産業用電子機器には、多くの応力と振動を処理する必要があるため、衝撃を吸収して振動を止める柔軟な PCB が必要です。
  • LED: LED は家庭や企業の照明の標準になりつつあります。 LED 技術はうまく機能するため、このトレンドの大きな部分を占めています。 ほとんどの場合、唯一の問題は熱ですが、フレキシブル プリント回路基板の優れた熱伝達が役立ちます。
  • 医療システム: 電子インプラントと携帯用手術器具の需要が高まるにつれて。 これにより、コンパクトで高密度の電子設計が医療システム分野でより重要になります。 どちらにもフレキシブルプリント基板を使用できます。 曲げることができ、外科技術やインプラントのストレスに対処できるからです。
  • パワーエレクトロニクス。 パワー エレクトロニクスの分野では、フレキシブル プリント回路基板には、非常に柔軟な銅層があるため、より高い電流を処理できるという追加の利点があります。 これは、パワー エレクトロニクスのビジネスにおいて非常に重要です。なぜなら、デバイスは最大容量で動作しているときに、より多くの電力を必要とするからです。

FPCBの重要性

フレキシブル ボードは曲げることができるため、動的な状況でも静的な状況でも多く使用できます。 リジッド PCB と比較して、動的アプリケーションで使用される回路基板を破損することなく引き伸ばすことができます。 石油およびガス産業におけるボアホール測定は、フレキシブル回路設計に最適です。 高温(-200℃~400℃)に耐えられるため、フレキシブル基板には用途がありますが、通常の回路基板の代わりにはなりません。 リジッド ボードは安価なため、当然の選択です。 自動化された大量生産アプリケーションで使用できます。 フレキシブル回路基板は、パフォーマンス、精度、精度、および一貫した曲げのための方法です。 

FPCB の課題とコストに関する考慮事項

変更や修理を行う場合など、FPCB を使用する場合、問題が発生する可能性があります。 設計を変更するには、新しいベース マップまたはリソグラフィ ソフトウェアの書き直しが必要です。 最初にボードの保護層を剥がさなければならないため、変更を加えるのは簡単ではありません。 製造に使用される機械のサイズのため、長さと幅には制限があります。 また、不注意に扱うと FPCB が破損する可能性があります。 そのため、自分が何をしているのかを知っている人は、はんだ付けして修正する必要があります。

コストは常に主要な要素です。 ただし、リジッド PCB と比較して FPCB の費用対効果に大きな影響を与えるのはアプリケーションです。 各 FPCB アプリケーションは固有であるため、最初の回路設計、レイアウト、および写真プレートに関連する費用は、少数の場合は高くつきます。

FPCB は、アセンブリに必要なワイヤ、コネクタ、ワイヤ ハーネス、およびその他の部品が少ないため、最終的にはより多くの製造量に対してより手頃な価格になる可能性があります。 これは、サプライ チェーンのリスクの低減や、入手可能な部品の数が少ないことによるメンテナンス要求の減少など、上流と下流の利点が考慮される場合に特に当てはまります。

FPCB
FPCB

FPCB の高度な機能

フレックス回路産業は着実なペースで成長しています。 この成長により、次のようなテクノロジーの改善がさらに進んでいます。 

  • グラフィックオーバーレイ: グラフィック オーバーレイにより、ユーザーは PCB の下の回路に話しかけることができます。 PCB用のアクリルまたはポリエステルカバーです。 これらのオーバーレイには多くの場合、ユーザーが望む方法で PCB と対話できるようにする LED、LCD、およびスイッチがあります。
  • ホットバーはんだ: コネクタの代わりにホットバーはんだ接続を使用して、ハードボードとフレックス回路を接続できます。 その結果、より強力で長持ちする安価な接続が実現します。
  • レーザー スカイビング スロットと穴: 以前は、カミソリで FPCB をカットできました。 また、カットの質は、カミソリの使い方が上手かどうかにかかっていました。 しかし、私たちが現在持っているレーザーを使えば、非常に正確に制御して線を切ることができるので、フレキシブル PCB 上にさらに小さな回路を作ることができます。
  • パネル化: 多くのモジュールの大きなパネルにまとめられた場合、PCB と呼ばれる回路基板。 「ピックアンドプレース」組立ライン。 これにより、フレックス回路を組み立てるプロセスが大幅にスピードアップします。 ステップ XNUMX は、ユニットを小さなグループに分割することです。
  • 感圧接着剤。 感圧接着剤は、ライナーをはがして物を接着剤に押し付けることで、物をくっつけます。 この材料は、はんだを使用せずに回路部品を所定の位置に保持するために、プリント回路基板 (PCB) でよく使用されます。
  • シールド: 過去には、電磁干渉が問題でした。 特に電子機器が影響を受けやすい場所では問題となっています。 シールド技術が向上したため、これは現在ではあまり問題になりません。 ノイズを低減し、信号ラインのインピーダンスをコントロールしやすくしました。
  • 補強材: FR4 やポリイミドなどの材料で作られた補強材は、多くの場合、フレックス回路の接続ポイントに追加されます。 回路が追加のサポートを使用できる接続ポイント。 このため、回路は長持ちし、よりよく機能します。
LEDストリップ
LEDストリップ

FPCB を使用する利点

フレックス PCB テクノロジにより、多くの新しい製品とレイアウトを作成できます。 その可鍛性は、電気部品で求められています。 接続、ワイヤ、ケーブル、プリント基板などの電気部品。 フレックス回路を使用する利点のいくつかを次に示します。

  • FPCB は、デバイスの重量を約 70% 削減します。
  • それらは、より良い電子パッケージングのためのより多くのオプションを提供します。
  • FPCB は、梱包および配線の問題を解決するのに役立ちます。 これは、柔軟で順応性があり、形を変えることができるためです。
  • FPCB は、ワイヤ、接続、プリント回路基板、およびケーブルの必要性を減らします。 接続方法の問題を解決するのに役立ちます。
  • 3Dパッケージの製造は、素材の適合性と細長さが可能にします。
  • 電気的統合: カスタム ソリューションの作成は簡単です。 これにより、多くの代替素材に基づいて設計を行うことができます。 また、さまざまなメッキ技術とスタイルから選択できます。
  • ヒートシンクがどれだけ優れていても、フレキシブルプリント回路は熱を処理できます。 そのため、ハイパワーの状況でうまく機能します。
  • FPCB は、機械的および電気的な再現性を提供します。
  • 従来のハードワイヤリングやその他の組み立て方法に比べて、コストが 30% 削減されます。
  • FPCB に必要なスペースは約 30% 少なくなります。
  • FPCB は、配線ミスが発生しないため、より信頼性が高くなります。

FPCB を使用することの欠点 

  • フレックス回路の初期の回路設計、配線、および写真マスターは、より高価です。 アプリケーションごとに作成できるため、高価です。 Flexi-PCB は、少量の用途では費用対効果が高くありません。
  • フレックス回路基板は、交換と修理が困難です。 構成したら、元の設計または簡単な描画プログラムからフレックス回路を変更する必要があります。 表面には保護層があり、修理の前に取り外して、後で元に戻す必要があります。 
  • 小さいため、フレキシブルプリント基板はほとんど使用されていません。 したがって、それらの生産は通常バッチで行われます。 それらを作るために使用される機械のサイズ制限のため、それらを非常に長くまたは広くすることはできません.
  • フレキシブル回路は、不用意に使用すると簡単に損傷し、正しく設定されていないと損傷する可能性もあります。 このため、はんだ付けとリワークには熟練したオペレーターが必要です。

リジッド PCB とフレキシブル PCB の違い

リジッドフレックス基板対フレックス基板
リジッドフレックス基板対フレックス基板

ほとんどの人は、回路基板について考えるとき、ハード プリント回路基板 (PCB) を思い浮かべます。 非導電性ベースの上。 これらのボードは、電気部品を導電性トラックやその他の部品に接続します。 ガラスは、リジッド回路基板の非導電性基板材料としてよく使用されます。 リジッドな回路基板は、基板を強く剛性のあるものにするため、その堅牢な設計によりコンポーネントが過熱するのを防ぐことができます。 銅やアルミニウムなどの硬い素材で従来の回路基板を作ることができます。 しかし、ポリイミドなど、曲げやすいフレキシブル PCB を作ることはできます。 柔軟な回路は、曲げることができるため、衝撃を吸収し、余分な熱を放出し、さまざまな形を取ることができます。 フレックス回路はフレキシブルに作られているため、ますます小型で最新の電子機器に使用されています。 プリント回路基板 (PCB) とフレックス回路にはいくつかの大きな違いがあります。 

  • 圧延アニール銅は電着銅よりも柔軟性があるため、電着銅の代わりにフレックス回路の導電材料として使用できます。
  • 製造では、はんだマスクの代わりにオーバーレイを使用できます。 フレキシブル PCB 上の露出した回路を保護するために行うことができます。
  • フレックス回路は高価ですが、リジッド回路基板は安価です。 しかし、フレックス回路は小さいため、エンジニアはそれらを使用してデバイスを小型化できます。 彼らは明らかではない方法でお金を節約しています。

LEDストリップにおけるFPCBの重要性

技術が向上するにつれて、 LEDストリップ ますます人気が高まっています。 LED ストリップは、すでに家を照らして装飾するための優れた方法であり、フレキシブル PCB は物事を改善するだけです。 LEDストリップは、互いに接続された回路基板です。 SMT (表面実装技術) は、表面実装部品 (SMD LED、コネクタなど) を備えたフレキシブル プリント回路基板 (PCB) の製造に使用されます。 . LED チップが組み立てられるとき、FPCB はそれらのベースとして機能します。 回路基板の構造と同様に、どれだけ熱を逃がすかが重要です。 LEDストリップライトに関しては、柔軟な電子機器が大きな助けになります。 リジッド PCB と同様に、さまざまな FPCB は単層、XNUMX 層、および多層 PCB 回路です。 

よくあるご質問 

フレキシブル PCB は、どんな形状にも対応できる回路基板が必要な場合に最適な方法です。 密度と温度を一定に保つ必要がある場合によく使用されます。 フレックス設計では、基板としてポリイミドまたは透明ポリエステル フィルムを使用できます。 これらの材料は熱によく耐え、部品のはんだ付けに適しています。 

  1. 銅でコーティングされたフィルムを用意します。 紙のように薄く、片面または両面が銅箔のポリイミド シートを用意します。
  2. 固形インクを使用して印刷します。 銅箔に印刷できる固形インクのプリンターを探します。
  3. パイラルックスに印刷
  4. それをエッチングします。 
  5. 駒をボードに置きます。 
  1. 片面 PCB。
  2. 両面 PCB。
  3. 多層 PCB。
  4. リジッドPCB。
  5. フレックスPCB。
  6. リジッドフレックス PCB。

FPCB は、電卓、携帯電話、プリンター、液晶テレビなど、あらゆる電子機器で使用できます。 カメラ。 心臓モニター、ペースメーカー、補聴器など、多くの医療機器で使用できます。 ロボット アーム、加工機、バーコード スキャナーなどでも使用できます。

  1. 柔軟性のおかげで、業界を超えたいくつかのアイテムで、より広範な使用が可能です。
  2. ワイヤ接続の失敗の可能性が低くなるため、信頼性が向上します
  3. リジッドボードと比較して重量と寸法の削減
  4. フレックス PCB は、温度範囲が広いため、過酷な環境に適しています。
  5. 回路密度が高い

従来の PCB とは異なり、フレックス回路は通常、ガラス繊維や金属ではなく、柔軟なポリマーで作られたコアを持っています。 ほとんどのフレックス PCB は、ベース材料としてポリイミド (PI) フィルムで作られています。 熱硬化後も PI フィルムは柔軟で、熱くなっても柔らかくなりません。 

ほとんどのリジッドフレックス PCB の厚さは 0.2mm ~ 0.4mm です。 0.2 層のプリント回路基板 (PCB) の厚さは約 0.4 mm ですが、ほぼ XNUMX 層の PCB の厚さは XNUMX mm です。 

リジッド フレックス PCB を作成するコストは、通常の PCB よりも高くなります。 しかし、組み立てが簡単で、はんだ付けや基板対基板のコネクタが少なくて済みます。 このため、特に面積が小さい場合は、システムまたは製品の製造コストが削減されます。 

プリント回路基板 (PCB) は、リジッドまたはフレキシブルのいずれかです。 それらは、さまざまな民生用および非民生用デバイスの電子部品を接続します。 その名前が示すように、リジッド プリント回路基板 (PCB) には、曲げることができないベース層があります。 ただし、フレキシブル PCB を曲げたり、ねじったり、折りたたんだりすることはできます。 

プリント回路は、いくつかのグラフィック アート技法の XNUMX つを使用して、配線やその他の部品を絶縁基板上の導電性材料の薄い層として印刷する電気デバイスの一種です。

  1. インサーキットテスト
  2. フライングプローブテスト
  3. 自動光学検査(AOI)
  4. バーンインテスト
  5. X線検査
  6. 機能テスト
  7. 別の機能テスト (はんだ付け性、汚染など)
  1. 医療機器。 
  2. LED。 
  3. 家電。 
  4. 産業機器。
  5. 自動車部品。 
  6. 航空宇宙コンポーネント。 
  7. 海事アプリケーション。 
  8. 安全およびセキュリティ機器。
  1. フレックス PCB は最初は高価です。
  2. FPC は修理や変更が難しい場合があります。
  3. 限定サイズ 
  4. 損傷を受けやすい:

XNUMX つ以上の銅導電層によってフレックス回路を特徴付けることができます。

必要な PCB 層の数は、ピンの数と信号層に基づいています。 ピン密度が 1 の場合、0.2 つの信号層が必要です。 ピン密度が低くなるにつれて、必要な層の数が増えます。 XNUMX 平方インチあたりのピン数が XNUMX 未満の場合、PCB には少なくとも XNUMX 層が必要です。 

これらのデバイスのほとんどが機能するには、強力な信号が必要です。 7 層 PCB を使用すると、クロストークと EMI を小さく保つことができます。 このため、このようなシステムに最適です。 新しいコンピューターでは、XNUMX 層の PCB を見つけることができます。 

XNUMX 層 PCB は可能ですが。 XNUMX 層 PCB はめったに使用されません。XNUMX 層 PCB は XNUMX 層 PCB ができるすべてのことを実行できるためです。 

2 層 PCB は、上部と下部の両方に銅コーティングが施されたプリント回路基板です。 両面PCBとも呼ばれます。 プリント回路基板の中間部分は、使いやすく、レイアウトして両面にはんだ付けできるため、絶縁層になっています。

XNUMX 層 PCB には、上層と下層の両面トレースがあります。 一方、XNUMX 層 PCB には XNUMX つの層があります。

これらの XNUMX つの層には、信号層、グランド (GND)、および電源層があります。 XNUMX 層目と XNUMX 層目は信号層でなければなりません。 PCB の最初の XNUMX 層は、XNUMX つの方法でセットアップできます。XNUMX つの信号層、XNUMX つのグランド層、および XNUMX つの電源層です。

まとめ

FPC を曲げたり曲げたりして、さまざまな形状やサイズに合わせることができます。 これにより、設計と使用が容易になります。 奇数の寸法の場所に標準のリジッド回路を配置することはできませんが、フレキシブル回路は可能です。 フレキシブル回路は、アプリケーションのマザーボード上で占めるスペースが少なくなります。 それはそれらをより安価にし、かさばりません。 利用可能なすべてのスペースを最大限に活用することで、熱管理が改善され、移動する必要のある熱が少なくなります。 フレキシブル プリント回路は、リジッド PCB よりも信頼性が高く、長持ちする可能性があります。特に、回路が常に振動したり、機械的ストレスを受けたりしている場合に顕著です。 FPCB は、従来の接続方法に取って代わりました。 FPCB は、安価な重量、薄型、優れた機械的抵抗、高温や大気中の物質に対する耐性、および優れた電磁イミュニティ (EMI) のため、はんだ付けワイヤと手配線コネクタに基づいて置き換えられました。 これらの電子機器は機械的負荷や振動にさらされているため、現代の車のすべての画面、コントローラー、およびディスプレイ (回転式コントロール、ボタンなど) を接続するのはどれほど難しいか考えてみてください。 車両の走行方法に関係なく、安全な接続が必要です。 FPCB は、自動車業界でゼロ ダウンタイム、長い耐用年数、最小限のメンテナンスを保証します。 

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