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レイアウトに始まるフレックスの5つの故障

フレックス欠陥の多くは製造ではなく設計で組み込まれます。動く回路にFR-4の習慣を持ち込むことから生じます。

Hitech Circuits エンジニアリングデスク

中国・深セン · PCB製造・実装

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最終更新:

技術監修: プロセス数値は公開中の能力表と照合済みです。

5つすべての裏にある1つの習慣

リジッド基板の設計は多くを許容します。マスクは覆うものを覆い、ビアはどこにでも置け、パッドは配線の隣に座れ、組み立て後は何も動きません。フレックス回路では、その想定がすべて故障モードになります。部品が曲がることが前提で、しばしば数千回曲がるからです。

1. カバーレイ開口を詰めすぎる

カバーレイは接着剤付きのフィルムを切断・積層したもので、印刷層ではありません。位置合わせ、ダイカット公差、接着剤の押し出しが開口を動かすため、ソルダーマスク開口と同じ大きさの窓は、接着剤に覆われるか隣の配線へずれます。余裕のある開口と、開口間に余裕のある間隔が対策です。

2. 曲げ部の内側のはんだ接合部

はんだは銅よりはるかに剛いです。曲げ近くの接合部はパッド端を蝶番に変え、銅がそこで最初に割れます。接合部は補強部かリジッド部に属し、曲げ部は裸のままにします。

3. 大きな開口を無視したパッド間隔

カバーレイ開口が大きくなると、隣接パッド間の距離もそれに合わせて広げねばなりません。さもなければ拡大した窓が隣接導体の端を露出し、実装工程がそれらをブリッジします。0.002″のライン/スペース能力は、コネクタパッド間で使えという誘いではありません。

4. 鋭い角と鋭角な接合

導体の90°の角は、リジッド基板では応力集中点、フレックスでは亀裂の起点です。接合はテーパーを付け、角は丸め、パッドへの移行はティアドロップにします。

5. 中立軸をまたいだ銅の積層

曲げ部で真向かいに重なる2つの銅層は、毎サイクルその一方を引張に置きます。ひずみは中立軸からの距離に比例するため、対策は幾何学的です。層をずらす、曲げ部で銅を薄くする、またはそこで単一の導電層を使います。

治具の前に捉える

5つともDFMで見え、5つともレイアウト段階では安く、後では高くつきます。曲げ領域、コネクタの尾、カバーレイのアートワークを歩くレビューが大半を捉え、残りは曲げ試験で現れます。だからこそ初品は量産前にサイクル試験する価値があります。

基材、カバーレイ、補強板の範囲はフレキシブル基板ページに、フレックスがリジッド部と出会う箇所はリジッドフレックスのルールが適用されます。

技術仕様

最小ライン/スペース
0.002″(3 mil)
カバーレイ厚
12〜25 µm
接着剤厚
12〜35 µm
銅厚
0.5〜2 oz
最小穴径
0.006″

よくあるご質問

  • カバーレイ開口は、なぜソルダーマスク開口より大きくする必要があるのですか。

    カバーレイは接着層を持つ積層フィルムで、印刷マスクではありません。ダイカットまたはレーザーカットし、圧力で接着します。積層中に接着剤が押し出され、位置合わせは膨張するポリイミドとともに動きます。したがって開口は、カット公差、位置合わせ、接着剤の流れを吸収せねばなりません。小さすぎる開口はパッドに接着剤を残し、開口間隔が詰まりすぎると隣を露出します。

  • はんだ接合部は曲げ部にどこまで近づけられますか。

    曲げ領域の外に置くべきです。はんだは剛く、しなる部位の接合部はパッド端にひずみを集中させ、銅が浮くかカバーレイが剥離するまで続きます。接合部は補強部かリジッド部に置き、曲げ部からの距離は固定値ではなくDFMで合意したキープアウトで決めます。

  • 積層された配線が曲げで壊れるのはなぜですか。

    曲げの外側の銅は引張、内側は圧縮を受けます。フィルムの両面の配線が重なると、その対は中立軸から遠く離れ、外側の配線が毎サイクル全ひずみを受けます。層をずらすか、曲げを通して単一の導電層に保つことで、銅を中立軸へ戻します。

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