FPC電子 では、おそらく、剛性の直線回路基板で構成されるコンピュータの内部コンポーネントを見ることに慣れているでしょう。しかし、FPC電子は、私たちが慣れかねている規範からのパラダイムシフトです。これは、折りたたみ式スマートフォンディスプレイと変換されたHMIを備えた幅広いデバイスを支える技術です。
フレキシブルな電子は、形状能力、軽量、耐久性、費用対効果を高めます。また、剛体の複数のボードやコネクタを、片面の柔軟なレイアウトに置き換える可能性もあります。
この技術は本当にエキサイティングであり、製造業で多くの利点を提供します。このドシエでは、フレキシブルプリント基板の見通しを最新の評価で提供します。
フレキシブルエレクトロニクス
フレキシブルエレクトロニクスとは
フレックス回路とも呼ばれるフレキシブルエレクトロニクスは、導電性ポリエステルフィルムのような柔軟なプラスチック基板に取り付けられた電子機器で構成されています。
フレキシブルエレクトロニクスの電子部品は、剛体PCBのものと同じです。しかし、さらに重要なことは、フレキシブルエレクトロニクスの柔軟性は、フレキシブルエレクトロニクスとPCBの違いの全世界を作成します。
フレキシブルな回路基板に使用できる他の一般的なプラスチック基板材料には、ポリイミドとPEEKが含まれます。また、エッチング技術で薄くしたシリコン基板を使用することもできます。そうすることで、シリコン基板に大きな柔軟性を持たせることができます。
そして、このような柔軟性の程度は、常に可能性の全く新しい世界を開きます。
フレキシブルエレクトロニクスの応用
PCBの剛性は、柔軟性、スペース効率、コスト効率が非常に重要なアプリケーションにおける適合性に制限を課します。このようなアプリケーションの例は、カメラのように、3軸の電気接続を必要とする電子システムです。
このような場合、FCBエレクトロニクスが最善の策です。以下は、FCBエレクトロニクスが大きな活用に役立つ、あなたが知っておくべき重要な分野の一覧です。
1.コンピュータシステム
フレキシブルエレクトロニクスは、プリンタの移動プリントヘッドを構成します。また、ディスクドライブの読み取り/書き込みヘッドを持つ移動アームに送信される信号を中継するためにも使用されます。また、コンピュータのキーボードでスイッチマトリックスを作成するために、フレキシブルエレクトロニクスを使用します。
2.液晶技術
フレキシブルエレクトロニクスのフレキシブルプラスチック基板は、LCD製造におけるガラスに代わる優れた代替手段として役立ちます。基板の上のフィルムは通常数マイクロメートルの厚さであるため、これはシステム全体に十分な柔軟性を吹き込みます。
3.有機発光ダイオード(OL)技術
OLEDs は、柔軟な表示属性により、バックライトに代わるものとして賞賛されています。OLED のサービス性を高めるには、OLE ドの柔軟性を高めることができます。
4.電子アセンブリ
フレキシブルな回路基板は、抵抗、コンデンサ、集積回路などの電子部品を接続する手段を提供します。ただし、その適用性は、複数の電子アセンブリを直接またはコネクタを介して相互接続する手段を提供することもできます。
5.自動車
柔軟なエレクトロニクスは、自動車のいくつかの用途に適しています。フードの下の制御、ABSシステム、計器パネルなどのコンパートメントは、すべての柔軟な回路の美徳を活用することができます。
6.コンシューマー・エレクトロニクス・デバイス
カメラからエンターテイメントシステム、ウェアラブルまで、FCBが優れたサービス性を提供する家電製品がたくさん存在します。
7.産業用アプリケーション
医療機器やセンサーデバイスなどの産業用デバイスは、柔軟性のある相互接続された電気回路に対してさまざまなニーズを持っています。
8.太陽電池
柔軟な太陽電池は、すでに衛星に電力を供給する上で幅広く使用されています。軽量であることに加えて、打ち上げ前に簡単に折りたたんで飛行中に配備することもできます。
良さそうですね。さて、次の章でフレキシブルエレクトロニクスの詳細を学ぶまで待ってください。
FPCエレクトロニクス
エレクトロニクスのFPCとは何ですか?
製造されたプリント回路(FPC)は、その性能を高める保護コーティングが付属しているフレキシブルエレクトロニクスです。それらは通常、様々なパターンの電子回路をホストする薄い、絶縁ポリマーフィルムを含む。
これらの電気回路は、薄いポリマーコーティング、または同様のコーティング、または保護の余分な層を提供するラミネーションでカウチされています。フォトリソグラフィ技術を用いてFPCエレクトロニクスを作ることもできます。
実際には、電気的干渉、摩耗、および天候から回路を保護するために使用できる非導電性絶縁材料の多くがあります。彼らはすべて、それぞれが特定のアプリケーションに適していることを確認する、それぞれの長所と短所の明確なセットを持っています。
そのため、さまざまな方法でFCBエレクトロニクスを作ることができるので、FPCの様々なタイプを包括的に理解する必要があります。FPC の最も一般的なタイプは、単一レイヤー、両面、および多層 FPC です。
さまざまなタイプのFPCに関する知識を十分に理解すれば、FPCの利点を活用する能力が向上します。そうすることで、FPCはPCBと同じ電子部品をホストできるため、PCBの多くの制限を切り捨てることができます。
FPC が PCB を超えて大きく保持するアプリケーションには、次のようなものがあります。
コンパクトでポータブルなパッケージを備えた電子部品で、電気接続がカメラなど3軸に保持される必要があります。
通常の使用中に折り畳んだり曲げたりしなければならない電子機器。
自動車、衛星、オンプレミスの技術設備における電気システムなど、サブアセンブリ間の相互接続を必要とする電気アセンブリ。このような場合、FCBはワイヤーハーネスよりも軽量で効率的です。
スペース効率と重さが重要な考慮事項である他の電化製品のホスト。
このリストは、技術が進歩し続ける中で、日に日に成長し続けています。しかし、この技術に対する将来の期待を有効にするため、これまでの進化を理解する必要があります。
FPCエレクトロニクスの進化
ガリレオの実験の結果として、印刷されたフレックス回路基板が最初に浮上しました。FCB電子の彼の概念は、フラットメタルコンダクターをホストするパラフィンコーティングと紙の一部を特色にしました。
その後何世紀にもわたって、柔軟な回路の理論は偉大な円の中を飛び回り続けました。トーマス・エシソンはかつて、彼の本の中で柔軟な回路をほのめかす概念を説明しました。
彼の提案は、パターンセルロースガムとグラファイトパウダーの混合物を含むコーティングリネン紙を中心にしました。
1950年代、ロジャー・カーティスとクレド・ブルネッティは、フレキシブル回路の製造に適した絶縁材料を説明しました。同じ期間に、フォトサーキット株式会社は、FPCエレクトロニクスに関する画期的な調査結果を開示しました。
もう一つの大きなブレークは、ビクター・ダールグレンとロイデン・サンダースがハーネスを柔軟な回路に似たセットアップに置き換える準備ができていたときに起こった。日本のエンジニアの作物は、技術の適用性を増殖しました。
現代のFCBエレクトロニクスのあらゆる部分にこれらの初期の作品の痕跡があります。しかし、フレックス回路の初期のバージョンで見つけるものとは異なり、現代のフレックス回路技術は、アクティブとパッシブの両方の機能を統合しています。
FPCエレクトロニクスのメリット
複数の硬いボードとコネクタの実行可能な代替品として機能することができます。
片面回路は、柔軟なフォームファクタを備えたデバイスでの使用に適しています。
それらはさまざまな構成で積み重ねることができる。
FPCエレクトロニクスの欠点
一部の構成では、剛体 PCB よりもコストが高くなる場合があります。
特定のアプリケーションで損傷を受けやすい場合があります。
これにより、アセンブリプロセスがより複雑になります。
修復が難しい場合や、修復が不可能な場合があります。
FPC PCB
彼らは、特定のケースでお互いを補完し、置換することができます。しかし、FCBはPCBよりも幅広い適用性を持っている点に注意することが重要です。
プリント基板(PCB)は、電気回路をホストする基板です。複数のレイヤーを使用することで、同時に複数の機能を実行し、高電流伝送を処理できます。
もちろん、今では、回路を印刷する材料が2つの大きな違いであることをすでに知っています。理論的には、違いは、硬質基板上のプリントをエッチングする代わりに、フレキシブルなプラスチックシートに印刷する。
しかし、「プラスチック」シートは単なる単純な材料ではありません。
シートの構造ははるかに複雑です。銅フィルムだけでなく、フレキシブルな表面に印刷された銀の痕跡のような他の導電性の「痕跡」を備えています。
また、プラスチックの「痕跡」は、平易な視界にインクのように見えても、非常に複雑なメイクアップをしています。これらの「痕跡」は、ワイヤーやはんだ付けよりも電気の導体より優れた材料で構成されています。これらの複雑な材料の特質は、実際に使いやすいデバイスのために作ります。
しかし、PBC や FPC エレクトロニクスのどちらを製造する場合でも、アプリケーションの品質を決定する重要な点が 2 つあります。1つ目は材料の品質、2つ目はPBCツールと組立手順です。
PPCとFPCを組み立てる最も効率的な方法の1つは、すべての端末で「ホットバー」デバイスを押して同時に半田付けすることです。ホットバーデバイスを使用できない場合は、パルス加熱リフロー方式を選択できます。パルス加熱リフローは、加熱前流束、はんだコーティングされた部品を溶融、流れ、新しい構造に固める必要があるはんだ付けプロセスです。
次の章では、熱リフロープロセスについて詳しく見ていきましょう。
FPC から PCB へのはんだ付け
方法論
パルス加熱リフローは、あらかじめ流動した、はんだコーティングされた成分が、部品をはんだと結合するために加熱するプロセスです。
この手順では、はんだが溶けて流れるまで部品を加熱します。そして、溶融したはんだが固化すると、それは部品との永久的な電気化学的結合を形成する。
パルス加熱はんだ付けと従来のはんだ付けプロセスの主な違いは、前者がサーモデを使用していることです。サーモデは、各はんだ接続のための一定の圧力の下で加熱および冷却サイクルを受ける発熱体です。
リフローはんだ付けヘッドの上に座っているサーモデは、パルス加熱制御を通じてエネルギーを受け取ります。また、コントロールに対するフィードバックを提供し、一貫した熱アプリケーションを実現します。
はんだ付けヘッドは、2つの部品間の接触を粉砕することを容易にする。圧力が十分である場合、ヘッドは、サーモデの加熱サイクルをトリガする制御を誘導します。
サーモデは部品に熱を伝達し、部品間のはんだを溶かします。溶融したはんだが流れ始めると、2つの部分のはんだ領域間に合体が生じる。合体はんだは冷たくなり、再固化して、リフローサイクルが終了した後に新しい関節を形成します。
はんだジョイントが十分に良好なようにするには、両方の表面を結合し、両方の部品の表面に湿潤(はんだフロー)を引き起こす必要があります。また、はんだは溶けると部品の側面に引き寄せされます。したがって、フレキシブル回路パッドはPCBパッドよりも幅が小さいために重要です。
この構成では、フレックスパッドの側面に、はんだが流れ込むスペースが作成されます。そして、これはフレックスパッドが合併症なしでPCBのはんだの量を収容することを可能にする。
パルス加熱リフローはんだ付けの主な特徴
パルス加熱リフロー手順を規定する規則は、従来のはんだ付けを導く規則とは異なります。まず、ジョイント設計とはんだ量の制御は、リフローでのハンダリングを成功させるために不可欠です。
ジョイントデザインは、プロセスウィンドウの幅を決定する上で重要な役割を果たします。また、前の処理中に発生した不整合を補正するために、はんだフローを収容することもできます。
また、サーモデはんだ付けサイクルの制御は、回路パッドの重量を小型化し、軽量化するのに役立ちます。
以下は、パルス加熱リフローはんだ付けにおける加熱プロセスの重要な側面の内訳です。
予熱
2秒ではんだ付け温度に達するために長さが2″まで測定する現代のサーモデを得ることができます。その期間内に、サーモデは、湿潤を誘発するために酸化物層を除去する。
それにもかかわらず、予熱は、過度のヒートシンクがサーモデに影響を与える場合と、アプリケーションが繊細な基材と来るときにのみ適切です。
上がる
サーモデの平均上昇時間は1.5〜2秒です。しかし、あなたはより正確に加熱速度を制御するために立ち上がり時間をプログラムすることができます。
リフロー
このフェーズをプログラムすることもできます。時間は 0.1 秒単位で、温度は 1 度ずつプログラムできます。開いたはんだジョイントとサーモデの接触領域の典型的な温度は280-330Cです。
しかし、サーモデは熱伝達損失を経験するので、より高い温度にそれを加熱する必要があります。その温度は、はんだがリフローし始める時点で180°Cを超えて上昇する必要があります。
それにもかかわらず、あなたは、最小の時間と温度を使用することをお勧めします。これにより、損傷の可能性を最小限に抑え、関節の形成をより大きく制御できます。
涼しい
また、冷温をプログラムして、はんだが固化して関節を形成するときに加熱プロセスを終了することもできます。これを実現するには、温度を下げるために空気の流れを制御するリレーを反転させる電源をプログラミングします。
ほとんどの回路パッドはヒートシンクがはるかに高いため、はんだはサーモデよりも温度が低くなります。したがって、リリース温度を180°Cにプログラムすることをお勧めします。この理想的な温度では、乾燥した点に走る可能性はごくわずかです。
ここまで、エレクトロニクスで FPC と PCB ボードを組み合わせるプロセスについて検討しました。しかし、あなたは電気回路を組み立てるプロセスについてもっと学ぶ準備ができていますか?
FPC電子 – PCBおよびFPCおよびPCBA
プリント回路基板アセンブリ)は、部品と部品全体がはんだ付けされ、正しく取り付けられる後に提示されるボードです。PCBA、またはプリント回路基板アセンブリは、PCBが設計された意図された電子機能を達成するために、PCBのはんだ付けおよび設置されたコンポーネントを負担するボードです。
プリント回路基板アセンブリ)は、部品と部品全体がはんだ付けされ、正しく取り付けた後に提示されるボードを得ることができます。作成するアプリケーションに従って、PCB にさまざまなコンポーネントを取り付けた後の PCBA。PCBラピッドプロトタイピング。3D PCB印刷はPCBを作るだけでなく、プリント回路基板アセンブリ(PCBA、したがって、PCBとは異なる材料のセットを必要とする)を行います。PCBラピッドプロトタイピングの部品表。3D PCB印刷はPCBを作るだけでなく、プリント回路基板アセンブリ(PCBAは抵抗、集積回路、トランジスタ、コンデンサ、コンデンサなどを含む)を行います。
PCB の製造に必要な生産フィルムの作品を入手するために使用できる最も広く使用されている方法の 1 つ。PCBAの場合には、リフロー炉加熱を介してである。このプロセスにより、PCBと電子部品の機械的な接続が確立されます。
それはPBCsのコーティングされた銅シートの非導電性基質の微量および導電経路を染み付ける。
プリント回路基板の組み立てプロセスのもう一つの主要なステップは、PBCの設計ファイルからコンポーネントリストをエクスポートすることです。これを行った後、コンポーネントを自分で準備するか、PCBA ファクトリに準備してもらうことができます。
いくつかの PCB ツールを使用して、コンポーネントを手動ではんだ付けすることができます。また、ピックアンドプレースマシンを使用して、PCBまたはFPCをリフローオーブンに配置することもできます。
PCBとPCBAの製造プロセスの違い
回路基板の製造プロセスは、電気回路アセンブリプロセスとは大きく異なります。回路パッドの製造には、通常、基板の開発、基板のコーティング、FPCまたはPCBプロトタイプの設計が必要です。
それでも、FPC、PCB、PCBAに最適な材料を選択することが不可欠です。しかし、PCBまたはFPC設計の選択は、PCB製造よりもPCBアセンブリにおいてさらに重要になります。
実際、PCBまたはFPCの部品の組み立てに使用されるプロセスは、電気回路の選択された設計に依存します。
PCBおよびFPC電子部品を組み立てるための方法の種類
基本的に、FPC および PCB エレクトロニクス部品を組み立てる方法はすべて、次の 2 つのカテゴリに分類できます。
穴スルーメソッドは、コンポーネントが穴の中で配置されます。そして、部品が電子基板の外側のセクションに統合される表面実装技術(SMT)。
しかし、コンポーネントが多すぎる場合は、自動PCBツールを使用してPCBを組み立てることをお勧めします。バルクウェーブエッチングやリフローオーブンを展開できる機械配置を使用できます。
しかし、あなたは常に小規模なPCBAのための手動エッチングを使用することができます。
結論
フレキシブルなエレクトロニクスは、私たちを全く新しい可能性の世界に開きつきました。Wneは、ロール可能なエンターテイメントデバイス、折りたたみ式スマートフォン、透明RFID、電子ペーパーなどを実行可能な家電製品として考えることができます。
FPC電子は、現在のシリコン技術に対して費用対効果、軽量、形状能力の利点を保持しています。したがって、彼らは軽量、ポータブル、費用対効果の高い、家電製品の次世代に電力を供給する準備ができています。
そして、私たちはこの開発の最前線にいました。当社は、フレキシブルエレクトロニクスの未来の端にあなたをプッシュするための専門知識と設備を持っています。回路基板の買い物、様々なものが混乱を引き起すかもしれません。 片面PCB、両面PCB、または他のタイプのPCBを探す場合でも、今日は私たちに連絡して、FPCエレクトロニクスの巨大な可能性を実現することができます。
