PCB Blog - FPCスタックについて

電子機器のより小型化、より軽量化の進展に伴い、回路基板設計に対してより高い要求が出されている。フレキシブル配線板のスタック（FPCスタック）設計は、独自の空間利用優位性と性能向上により、電子製造分野で大きな潜在力を示している。

一、FPCスタックとは？

FPCスタック

フレキシブルプリント基板は、一般にフレキシブル基板、フレキシブルPCB、フレキシブル回路、またはフレキシブルプリント回路と呼ばれ、フレキシブル基板を用いて様々な形状や配置に適応する専用の回路基板である。従来の剛性プリント基板とは異なり、フレキシブルPCBは独自の曲げ能力を持ち、特定の要件に適合し、柔軟性のために重要なアプリケーションの理想的な選択肢となる。柔軟性があるにもかかわらず、これらのプレートは剛性プレートと同じアセンブリと機能を維持しています。

二、FPCスタック設計の技術的優位性

空間最適化：積層設計は回路基板の体積を著しく減少させ、電子機器の小型化に可能性を提供した。

性能向上：多層構造はより多くの配線層と信号伝送路を提供し、回路の性能と信頼性を高めた。

設計の柔軟性：設計者は設備の具体的な需要に応じて、柔軟にFPCスタック設計を行うことができる。

三、FPCの構成材料

FPCの主な構成材料としては、基材、導電性材料、接着剤、カバーフィルムが挙げられる。各材料はFPCの性能と機能に重要な役割を果たしている。

1、基材：

ポリイミド（PI）：PIは最も一般的なFPC基材であり、優れた耐熱性、機械的強度、電気絶縁性を有する。

ポリエステル（PET）：PET基材の価格は相対的に低いが、耐熱性と耐化学性はPIよりやや劣る。

2、導電材料：

銅箔：銅箔はFPCでよく使われる導電材料であり、電解銅箔と圧延銅箔に分けられる。電解銅箔は高い導電性を有し、圧延銅箔はより良い柔軟性と延性を有する。

3、接着剤：

エポキシ樹脂：銅箔と基材を接着し、強度と耐久性を提供するために用いられる。

アクリル酸エステル系接着剤：いくつかの特別な用途で使用され、より良い柔軟性と耐化学性を提供する。

4、カバーフィルム：

PIフィルムまたはPETフィルム：導電層表面に被覆し、保護作用を提供し、導電層が機械的損傷と化学腐食を受けることを防止する。

四、FPCの積層構造

FPCの積層構造は、用途のニーズに応じて異なり、単層、二層、多層、または剛撓結合構造であってもよい。以下に、一般的なFPCスタックをいくつか示します。

1、単層FPC：1層の導電性銅箔と1層の基材から構成され、銅箔上にエッチング回路パターンがあり、表面は保護膜を覆っている。

構造：基材+銅箔+被覆膜

特徴：構造が簡単で、コストが低く、簡単な回路接続に適している。

2、2層FPC：2層の導電性銅箔を含み、中間は基材で仕切られ、2層の銅箔の間はガイドホールで接続されている。

構造：被覆膜＋銅箔＋基材＋銅箔＋被覆膜

特徴：より複雑な回路設計を実現でき、回路密度と接続信頼性を高めることができる。

3、多層FPC：多層導電性銅箔と多層基材を重ね合わせたもので、中間は接着剤層を介して接着され、各層間はガイド孔を介して接続されている。

構造：被覆膜＋銅箔＋基材＋（接着剤＋銅箔＋基材）×N＋被覆膜

特徴：高密度、高性能の複雑な回路設計に適し、先進的な電子機器に広く応用されている。

4、剛フレキシブル結合FPC：フレキシブル回路と剛性回路基板の利点を結合し、1つの回路にフレキシブル領域と剛性領域を同時に含む。

構造：剛性部分は多層PCBから構成され、可撓性部分は多層FPCから構成され、両者は接着剤層とガイド孔を介して接続されている。

特徴：機械的安定性と柔軟性を提供し、複雑な3次元配線と高信頼性の接続ニーズに適している。

三、電子機器におけるFPCスタック設計の応用

スマートフォン：スマートフォンの中で、FPC多層板のスタック設計はカメラモジュール、ディスプレイ接続などに広く応用されている。

ウェアラブルデバイス：ウェアラブルデバイスのコンパクトな空間と柔軟性のニーズにより、FPC多層板の設計が理想的な選択肢になります。

自動車電子：自動車電子制御システムにおいて、FPC多層板設計は複雑な電子システム配置と信号伝送を実現するのに役立つ。

四、FPCスタック設計の挑戦と解決方案

正確な位置合わせ：スタック中にレイヤー間の正確な位置合わせを確保することが重要な技術的課題の1つです。

熱管理：回路密度の増加に伴い、熱管理は設計上考慮すべき重要な要素となる。

材料選択：FPC多層板の性能と耐久性を確保するために、適切なフレキシブル基材と導電性材料を選択します。

FPCは独自の柔軟性と高密度特性のため、電子製品において重要な役割を果たしている。その構成材料及び積層構造を理解することは、FPCの設計と応用をより良くし、異なる電子機器の需要を満たすのに役立つ。iPCBでは、業界をリードするベンダーとして、FPCスタック分析の重要性を理解し、お客様の特定のプロジェクトニーズに対応するためにカスタマイズされた包括的なソリューションを提供しています。