リジッドフレックスPCBスタックアップとは

今日のペースの速いテクノロジーの世界では、電子機器はますます高度かつコンパクトになっています。これらの最新のデバイスの要求を満たすために、プリント基板 (PCB) は進化し続け、新しい設計技術を取り入れています。そのようなテクノロジーの 1 つがリジッド フレックス PCB スタックアップであり、柔軟性と信頼性の点で多くの利点をもたらします。この包括的なガイドでは、リジッドフレックス回路基板スタックアップとは何か、その利点、およびその構造について説明します。

詳細に入る前に、まず PCB スタックアップの基本を確認しましょう。

PCB スタックアップとは、単一の PCB 内の異なる回路基板層の配置を指します。さまざまな材料を組み合わせて、電気接続を提供する多層基板を作成することが含まれます。従来、リジッド PCB スタックアップでは、ボード全体にリジッド材料のみが使用されていました。しかし、フレキシブル材料の導入により、リジッドフレックス PCB スタックアップという新しい概念が登場しました。

では、リジッドフレックスラミネートとは一体何でしょうか?

リジッドフレックス PCB スタックアップは、リジッド PCB 材料とフレキシブル PCB 材料を組み合わせたハイブリッド回路基板です。交互の硬質層と柔軟な層で構成されており、基板の構造的完全性と電気的機能を維持しながら、必要に応じて基板を曲げたり曲げたりすることができます。このユニークな組み合わせにより、リジッドフレックス PCB スタックアップは、ウェアラブル、航空宇宙機器、医療機器など、スペースが重要で動的な曲げが必要なアプリケーションに最適です。

ここで、電子機器にリジッドフレックス PCB スタックアップを選択するメリットを見てみましょう。

まず、その柔軟性により、ボードは狭いスペースにフィットし、不規則な形状に適合し、利用可能なスペースを最大限に活用できます。この柔軟性により、コネクタや追加の配線が不要になり、デバイス全体のサイズと重量も削減されます。さらに、コネクタがないため、潜在的な障害点が最小限に抑えられ、信頼性が向上します。さらに、配線の削減により信号の完全性が向上し、電磁干渉 (EMI) の問題が軽減されます。

リジッドフレックス PCB スタックアップの構築には、いくつかの重要な要素が含まれます。

通常、柔軟な層によって相互接続された複数の硬い層で構成されます。層の数は、回路設計の複雑さと必要な機能によって異なります。通常、硬質層は標準の FR-4 または高温ラミネートで構成されますが、軟質層はポリイミドまたは同様の軟質材料です。リジッド層とフレキシブル層の間の適切な電気接続を確保するために、異方性導電接着剤 (ACA) と呼ばれる独自のタイプの接着剤が使用されます。この接着剤は電気的接続と機械的接続の両方を提供し、信頼性の高い性能を保証します。

リジッドフレックス PCB スタックの構造を理解するために、4 層のリジッドフレックス PCB ボード構造の内訳を次に示します。

上層：
緑色のソルダーマスクは、PCB (プリント回路基板) に適用される保護層です。
レイヤー 1 (信号レイヤー):
メッキ銅トレースを備えたベース銅層。
層 2 (内層/誘電体層):
FR4: これは PCB で使用される一般的な絶縁材料で、機械的サポートと電気的絶縁を提供します。
レイヤ 3 (フレックス レイヤ):
PP: ポリプロピレン (PP) 接着層は回路基板を保護します。
レイヤ 4 (フレックス レイヤ):
カバー層 PI: ポリイミド (PI) は、PCB のフレックス部分の保護最上層として使用される、柔軟で耐熱性のある材料です。
カバー層 AD: 外部環境、化学物質、または物理的傷による損傷から下にある材料を保護します。
レイヤ 5 (フレックス レイヤ):
ベース銅層: 別の銅層。通常、信号トレースまたは配電に使用されます。
レイヤ 6 (フレックス レイヤ):
PI: ポリイミド (PI) は、PCB のフレックス部分のベース層として使用される柔軟性と耐熱性を備えた材料です。
レイヤ 7 (フレックス レイヤ):
ベース銅層: さらに別の銅層で、通常は信号トレースまたは配電に使用されます。
レイヤ 8 (フレックス レイヤ):
PP: ポリプロピレン (PP) は、PCB のフレックス部分に使用される柔軟な素材です。
Cowerlayer AD: 外部環境、化学物質、または物理的傷による損傷から下層の材料を保護します。
カバー層 PI: ポリイミド (PI) は、PCB のフレックス部分の保護最上層として使用される、柔軟で耐熱性のある材料です。
レイヤー 9 (内側レイヤー):
FR4: 追加の機械的サポートと電気的絶縁のために、FR4 の別の層が含まれています。
レイヤ 10 (最下位レイヤ):
メッキ銅トレースを備えたベース銅層。
最下層：
緑色のソルダーマスク。

より正確な評価と具体的な設計の考慮事項については、特定の要件と制約に基づいて詳細な分析と推奨事項を提供できる PCB 設計者またはメーカーに相談することをお勧めします。

要約すれば：

リジッド フレックス PCB スタックアップは、リジッド PCB 材料とフレキシブル PCB 材料の利点を組み合わせた革新的なソリューションです。その柔軟性、コンパクトさ、信頼性により、スペースの最適化や動的曲げを必要とするさまざまな用途に適しています。リジッドフレックススタックアップとその構造の基本を理解することは、電子デバイスの設計および製造時に情報に基づいた意思決定を行うのに役立ちます。技術が進歩し続けるにつれて、リジッドフレックス PCB スタックアップの需要は間違いなく増加し、この分野のさらなる発展が促進されるでしょう。