ちょっと、そこ！ FPC (フレキシブル印刷回路) 業界のサプライヤーとして、私はリジッド - フレックス FPC に関する相当な問題を経験してきました。リジッド - フレックス FPC は、リジッド PCB とフレキシブル PCB の両方の長所を組み合わせているため、非常に優れています。しかし、他のハイテク製品と同様に、製品には独自の一般的な故障モードがあります。それらが何なのかを掘り下げてみましょう。
1.層間剥離
リジッドフレックス FPC で遭遇する最も一般的な問題の 1 つは層間剥離です。層間剥離とは、PCB のさまざまな層が互いに分離し始めることです。これはさまざまな理由で発生する可能性があります。
まず、製造プロセス中の不適切なラミネート加工が大きな原因です。層を押し付ける際の圧力、温度、時間の設定が適切でないと、層間の結合が十分に強くなりません。時間が経つと、この弱い結合が層間剥離を引き起こす可能性があります。
もう一つの要因は湿気です。特に高湿度環境にさらされている場合、PCB に水分が浸透する可能性があります。水分が侵入すると、層間の接着力が弱くなる可能性があります。 PCB が熱サイクル (加熱と冷却) にさらされると、水分が膨張および収縮し、層にストレスがかかり、層間剥離が発生します。
層間の剥離は、層間の電気的接続を破壊する可能性があるため、大きな問題になります。接続が壊れると、PCB は正常に動作しなくなり、それが使用されているデバイスにあらゆる種類の誤動作が発生する可能性があります。リモコン基板、層間剥離により、ボタンが機能しなくなったり、信号が中断されたりする可能性があります。
2. ひび割れた跡
トレースのひび割れも、頻繁に発生する故障モードの 1 つです。トレースは、電気信号を伝える PCB 上の細い導電性経路です。いくつかの理由でクラックが発生する可能性があります。
機械的ストレスが主な原因です。リジッドフレックス FPC を曲げたり、曲げすぎたりすると、配線跡に亀裂が生じる可能性があります。これは、曲げ半径が小さすぎる場合に特に当てはまります。すべてのリジッド フレックス FPC には、損傷することなく処理できる最小曲げ半径があります。それを超えて曲げると、跡が割れる可能性があります。
熱応力によってトレースに亀裂が生じる可能性もあります。 PCB が繰り返し加熱および冷却されると、材料は異なる速度で膨張および収縮します。この膨張と収縮の差によりトレースにストレスがかかり、時間の経過とともにクラックが発生する可能性があります。
トレースに亀裂があると開回路が発生する可能性があり、これは電気信号が適切に流れなくなることを意味します。デバイスでは、これにより部分的または完全な障害が発生する可能性があります。たとえば、リジッドフレックス FPC を備えた複雑な電子デバイスでは、トレースにひびが入ると、センサーがメインプロセッサにデータを送信できなくなるなど、特定の機能が動作しなくなる可能性があります。
3. パッドリフティング
パッドリフティングとは、コンポーネントをトレースに接続するために使用される PCB 上のパッドが表面から浮き始めることです。これは、コンポーネントが PCB に正しく接続されなくなる可能性があるため、深刻な問題です。
パッド浮きの主な原因の 1 つは、過度のはんだ付け熱です。はんだごてが熱すぎたり、はんだ付け時間が長すぎたりすると、熱によりパッドと PCB 基板間の接合が損傷する可能性があります。パッドが浮き上がる可能性があります。
もう 1 つの原因は、コンポーネントの取り付けまたは取り外し時の機械的ストレスです。コンポーネントの挿入または取り外しの際に力が強すぎると、パッドが PCB から剥がれる可能性があります。
パッドの浮き上がりは電気接続不良を引き起こす可能性があります。コンポーネントが正しく機能しなかったり、PCB から完全に脱落したりする可能性があります。でリモコン基板、パッドが持ち上げられると、ボタンやその他のコンポーネントが緩んで機能しなくなる可能性があります。
4. 障害経由
ビアは、異なる層を接続するために使用される PCB の小さな穴です。いくつかの点で失敗する可能性があります。
一般的な故障モードの 1 つは、亀裂によるものです。トレースと同様に、ビアは機械的または熱的ストレスによって亀裂が生じる可能性があります。 PCB が曲がったり、温度変化が生じたりすると、ビアに応力がかかり、亀裂が発生する可能性があります。
ビアメッキの欠陥も別の問題です。ビア内のメッキが正しく行われていない場合、導電性が低下する可能性があります。これは、めっき前のビアの不適切な洗浄やめっきの厚さの不正確など、めっきプロセスの問題が原因である可能性があります。
ビアの障害により、層間の電気的接続が中断される可能性があります。これは、特に層間の適切な接続が重要である多層リジッドフレックス FPC では、PCB の全体的なパフォーマンスに影響を与える可能性があります。
5. 汚染
汚染は見落とされがちですが、リジッド - フレックス FPC に重大な問題を引き起こす可能性があります。発生する可能性のある汚染にはさまざまな種類があります。
製造、取り扱い、または使用中に、ほこりや破片が PCB に付着する可能性があります。これにより電気信号が妨害され、ショートが発生する可能性があります。たとえば、2 つの配線の間に小さな塵があると、意図しない電気的接続が形成され、誤動作につながる可能性があります。
化学物質による汚染も懸念されます。 PCB が溶剤や洗浄剤などの化学薬品にさらされると、PCB 上の材料が損傷する可能性があります。たとえば、一部の化学物質はトレースやパッドを腐食し、電気接続を弱める可能性があります。
汚染は検出が難しい場合がありますが、PCB の信頼性に大きな影響を与える可能性があります。でリモコン基板、汚染により、制御が不安定に動作するなど、断続的な問題が発生する可能性があります。
6. 過熱
過熱は、リジッド - フレックス FPC の他のコンポーネントにドミノ効果をもたらす可能性がある故障モードです。 PCB が熱くなりすぎると、さまざまな問題が発生する可能性があります。
過剰な電力消費は過熱の原因の 1 つです。 PCB が一定量の電力を処理できるように設計されているにもかかわらず、より高い電力レベルにさらされると、放散できる以上の熱が発生する可能性があります。これは、PCB 上のコンポーネントの欠陥または不適切な電源が原因である可能性があります。
熱管理が不十分であることも要因です。 PCB に適切なヒートシンクや換気がないと、熱が蓄積する可能性があります。時間の経過とともに、過熱により PCB 上の材料が劣化する可能性があります。たとえば、トレース間の絶縁が破壊され、短絡が発生する可能性があります。また、層間剥離やその他の故障モードが加速される可能性があります。
これらの失敗を回避する方法
サプライヤーとして、当社はこれらの故障モードを最小限に抑えるためにいくつかの措置を講じています。製造工程では、厳格な品質管理手順に従っていることを確認します。ラミネートプロセスを注意深く監視し、層間の強力な接着を確保します。また、機械的ストレスや熱ストレスに対する耐性が高い高品質の素材も使用しています。
設計に関しては、曲げ半径や配線とビアのレイアウトに細心の注意を払います。これらのコンポーネントへのストレスを最小限に抑える方法で PCB を設計するように心がけています。
適切な取り扱いと保管も重要です。当社は、汚染や損傷を防ぐためのリジッドフレックス FPC の取り扱いおよび保管方法に関するガイドラインをお客様に提供しています。
ビジネスについて話しましょう!
高品質のリジッド フレックス FPC を市場にお持ちの場合は、当社がお手伝いいたします。当社には、これらの一般的な故障モードの影響が少ない信頼性の高い製品を提供するための経験と専門知識があります。必要かどうかリモコン基板またはその他のタイプの FPC についても、お客様と協力して特定の要件を満たすことができます。調達のニーズについて、遠慮せずに連絡して会話を始めてください。皆様と提携できることを楽しみにしています。
参考文献
- IPC - 6013: フレキシブルプリント基板の認定および性能仕様
- プリント回路ハンドブック、第 6 版、Clyde F. Coombs Jr 著
