リジッドフレックス回路基板: 加工とラミネートの重要なポイント。

リジッドフレックス基板の加工において、基板の接合部をいかに効果的にプレスするかが大きな課題となります。現時点では、これは依然として PCB メーカーが特別な注意を払う必要がある側面です。以下では、Capel が注意が必要ないくつかのポイントを詳しく紹介します。

リジッドフレキシブル PCB 基板とプリプレグの積層: 反りの低減と熱応力の緩和に関する重要な考慮事項

基板のラミネートを行う場合でも、単純なプリプレグのラミネートを行う場合でも、ガラスクロスの縦糸と横糸に注意することが重要です。これらの要因を無視すると、熱応力や反りが増加する可能性があります。ラミネートプロセスで最高の品質を確保するには、これらの側面に注意を払う必要があります。縦糸と横糸の方向の意味を詳しく調べて、熱応力を緩和して反りを軽減する効果的な方法を探ってみましょう。

基板の積層とプリプレグの積層は、製造、特にプリント基板 (PCB)、電子部品、複合材料の製造において一般的な技術です。これらの方法では、材料の層を結合して、強力で機能的な最終製品を形成します。ラミネートを成功させるには多くの考慮事項がありますが、その中でも縦糸と横糸のガラスクロスの方向が重要な役割を果たします。

縦糸と横糸は、ガラスクロスなどの織物における繊維の主な 2 つの方向を指します。経糸方向は一般にロールの長さに平行に延び、緯糸方向は経糸に垂直に延びます。これらの配向は、引張強度や寸法安定性などの材料の機械的特性を決定するため、非常に重要です。

基板のラミネートやプリプレグのラミネートでは、最終製品の望ましい機械的特性を維持するために、ガラスクロスの縦糸と横糸の適切な位置合わせが重要です。これらの方向を適切に調整しないと、構造の完全性が損なわれ、反りのリスクが増加する可能性があります。

熱応力は、ラミネート中に考慮すべきもう 1 つの重要な要素です。熱応力は、材料が温度変化にさらされたときに発生するひずみまたは変形です。これは、積層構造の反り、層間剥離、さらには機械的故障など、さまざまな問題を引き起こす可能性があります。

熱応力を最小限に抑え、ラミネートプロセスを確実に成功させるには、特定のガイドラインに従うことが重要です。何よりもまず、材料とラミネートプロセスの間の温度差を最小限に抑えるために、ガラスクロスが管理された温度環境で保管および扱われることを確認してください。このステップは、突然の熱膨張または収縮による反りのリスクを軽減するのに役立ちます。

さらに、積層中の加熱速度と冷却速度を制御することで、熱応力をさらに軽減できます。この技術により、材料が温度変化に徐々に適応し、反りや寸法変化のリスクを最小限に抑えることができます。

場合によっては、積層後の硬化などの熱応力緩和プロセスを採用することが有益な場合があります。このプロセスには、残留熱応力を軽減するために、積層構造を制御された段階的な温度変化にさらすことが含まれます。反りを軽減し、寸法安定性を高め、ラミネート製品の寿命を延ばします。

これらの考慮事項に加えて、高品質の材料を使用し、積層プロセス中に適切な製造技術を遵守することも重要です。高品質のガラスクロスと互換性のある接着材料を選択することで、最適なパフォーマンスが保証され、反りや熱応力のリスクが最小限に抑えられます。

さらに、レーザー形状測定やひずみゲージなどの正確で信頼性の高い測定技術を採用すると、積層構造の反りや応力レベルに関する貴重な洞察が得られます。これらのパラメータを定期的に監視することで、必要に応じてタイムリーな調整や修正を行うことができ、望ましい品質基準を維持できます。

さまざまな用途に適した材料を選択する際に考慮すべき重要な要素は、材料の厚さと硬度です。

これは、適切な機能と耐久性を確保するために一定の厚さと剛性が必要なリジッドボードに特に当てはまります。

リジッドボードのフレキシブル部分は通常非常に薄く、ガラスクロスがありません。そのため、環境衝撃や熱衝撃を受けやすくなります。一方、ボードの剛性部分は、このような外部要因に対して安定した状態を維持すると予想されます。

ボードの硬い部分にある程度の厚みや剛性がないと、柔らかい部分と比べて変化の仕方に差が出る場合があります。これにより、使用中に深刻な反りが発生する可能性があり、はんだ付けプロセスやボードの全体的な機能に悪影響を与える可能性があります。

ただし、ボードの硬い部分にある程度の厚みや剛性がある場合、この違いは重要ではないように見える場合があります。フレキシブル部分が変化しても基板全体の平面度には影響しません。これにより、はんだ付け中や使用中に基板が安定して信頼性を保つことが保証されます。

厚さと硬さは重要ですが、理想的な厚さには限界があることに注意してください。パーツが厚くなりすぎると基板が重くなるだけでなく、不経済になってしまいます。最適なパフォーマンスと費用対効果を確保するには、厚さ、剛性、重量の適切なバランスを見つけることが重要です。

リジッドボードの理想的な厚さを決定するために、広範な実験が行われました。これらの実験により、厚さは 0.8 mm ～ 1.0 mm がより適切であることがわかります。この範囲内で、ボードは許容可能な重量を維持しながら、望ましいレベルの厚さと剛性に達します。

適切な厚さと硬さの硬質ボードを選択することで、メーカーとユーザーは、さまざまな条件下でもボードが平らで安定した状態を保つことができます。これにより、はんだ付けプロセスの全体的な品質と信頼性、および基板の可用性が大幅に向上します。

加工・はめ込み時の注意事項：

リジッドフレックス回路基板は、フレキシブル基板とリジッド基板を組み合わせたものです。この組み合わせにより、剛性材料の柔軟性と堅牢性の両方を兼ね備えた 2 つの利点が組み合わされます。このユニークな成分は、最高のパフォーマンスを保証するために特別な加工技術を必要とします。

これらのボードのフレキシブル ウィンドウの処理について話すとき、フライス加工は一般的な方法の 1 つです。一般的に、フライス加工には2つの方法があります。まずフライス加工を行ってから柔軟にフライス加工する方法と、前工程をすべて完了して最終成形を行った後、レーザー切断を使用して無駄を除去する方法です。2 つの方法の選択は、ソフトとハードの組み合わせボード自体の構造と厚さに依存します。

フレキシブル ウィンドウを最初にフライス加工する場合は、フライス加工の精度が非常に重要です。フライス加工は正確である必要がありますが、溶接プロセスに影響を与えないようにするため、小さすぎてはなりません。この目的を達成するために、エンジニアはフライス加工データを準備し、それに応じてフレキシブル ウィンドウで事前フライス加工を行うことができます。これにより、変形を制御することができ、溶接プロセスには影響を与えません。

一方、フレキシブル ウィンドウをフライス加工しないことを選択した場合は、レーザー切断が役割を果たします。レーザー切断は、柔軟な窓の無駄を除去する効果的な方法です。ただし、FR4のレーザーカットの深さには注意してください。フレキシブル ウィンドウの切断を確実に成功させるには、抑制パラメータを適切に最適化する必要があります。

抑制パラメータを最適化するには、フレキシブル基板とリジッド基板を参照して使用するパラメータが有益です。この包括的な最適化により、層に圧力をかける際に適切な圧力が確実に加えられるため、良好な硬質複合ボードが形成されます。

リジッドフレックス基板を加工・プレスする際には、上記の3点に特に注意が必要です。基板に関するご質問がございましたら、お気軽にご相談ください。Capel は回路基板業界で 15 年間の豊富な経験を蓄積しており、リジッドフレックス基板の分野における技術は非常に成熟しています。