柔軟PCBと伝統的な硬板:重要な用途と主要な違い

顧客が許可した画像

電子機器の世界では,柔軟なPCB (フレックスPCB) と伝統的な硬いボードの選択は 形状だけでなく機能についても重要です.硬いPCBは長い間 電子機器の仕事馬でした折りたたみ可能なスマートフォンから医療機器や自動車システムまでそれぞれの技術は 特定のシナリオで優れている製品の性能を最適化し,コストを削減し,信頼性を確保するために,強みや弱み,理想的な用例を理解することが重要です.

重要な教訓
1柔軟なPCBは,硬い板と比較して30~50%のスペース節約と25%の体重削減を提供します. これはウェアラブルやドローンなどのコンパクトデバイスにとって重要です.
2硬いPCBは高温,高電力アプリケーション (例えば工業用コントローラー) で優れた構造安定性と低コストで優れています.
3柔軟なPCBは,接続器と配線帯を排除することで,複雑なシステムにおける組立誤差を40%削減します.
4重要なアプリケーションにおける信頼性のためのIPC-2221 (硬) とIPC-2223 (フレックス) ガイドデザインのような業界標準.

柔軟PCB と硬板 は 何 です か

柔軟なPCB
柔軟なPCBは,ポリマイド (PI) などの薄くて曲がりやすい基板から作られ,折りたたみ,扭曲,または3D形状に適合することを可能にします.その構造には以下が含まれます:
耐久性のために柔軟なベース層 (ポリマイド,厚さ25~125μm)
導電性のために銅の痕跡 (1/32オンス),しばしば高ストレス領域で硬化剤で強化されます.
防水,化学薬品,磨損に耐える保護カバー

頑丈なボード
従来の硬いPCBは,層構造のガラス繊維強化エポキシ (FR-4) のような硬い基板を使用します:
硬いコア (FR-4,0.4~3.2mm厚) が機械的安定性を保ちます.
粘着剤でコアに結合した銅層
保護とラベル付けのために溶接マスクとシルクスクリーン

重要な違い: 横向きの比較

わかった
重要な応用:あらゆる技術が輝く場所

1消費者電子機器
柔軟なPCB:折りたたみ可能な電話 (例えば,サムスン・ギャラクシーZ・フォールド),スマートウォッチ,ワイヤレスイヤードで優れている.失敗せずに180°以上曲がる能力により,スリムで携帯可能なデザインが可能である.例えば,折りたたむ電話のヒンジエリアは0を使います折りたたみ10万回以上耐える 5年間の日常使用に相当する
硬いPCB:ラップトップ,テレビ,ゲームコンソールなどの静的デバイスに最適. 24インチモニターのメインストーリーは,高性能部品 (GPU,安定した熱消耗を備えたコンデンサー)..

2医療機器
柔軟なPCB: ウェアラブルな健康モニター (例えばECGパッチ) や最小侵襲的なツール (例えば内視鏡) で重要です.生物互換性のある材料 (USP6級ポリアミド) と柔軟性柔軟PCBの心臓モニタは,硬い代替装置と比較して患者の不快感を60%削減します.
硬いPCB:MRI機器や血液分析機などの固定機器で使用されます.これらのデバイスには高電圧 (1000V以上) と安定した信号経路が必要です.頑丈なPCBが低電気騒音と構造安定性によって干渉を防ぐ場合..

3自動車システム
柔軟なPCB: 扉パネル,座席センサー,方向盤制御などの狭いスペースでうまく機能します. 20G振動 (オフロード運転に相当する) と-40 °Cから125 °Cの温度に耐えられます.電気自動車のワイヤリングハーネスの重量を40%減らす最近の研究によると ADAS カメラの柔軟PCBは 接続器を持つ硬いボードと比較して 35%の失敗率を削減しています
硬いPCB:電気自動車のエンジン制御ユニット (ECU) やバッテリー管理システム (BMS) に不可欠です.厚い銅層 (4oz) と高Tg FR-4基板は 600V以上の電流と 150°Cのエンジン室熱を処理します信頼性の高い電源配給を保証する.

4産業と航空宇宙
フレックスPCB: 動きと重量が重要なロボット腕やドローンで使用されます. ドローンのギンバルシステムは,カメラとコントローラをつなぐフレックスPCBを使用します.体重を25g減らし 飛行時間を8分短縮..
硬いPCB:産業用ロボットや航空宇宙航空機器に好ましい.工場用ロボットの制御ボードは,アルミコア付き3mm硬いPCBに構築され,10個耐える.塵の多い環境で連続運転時間000時間以上振動が強い環境です

選択 の 方法: 5 つの 重要な 考慮事項

1形状因子:デバイスが曲がり,折りたたみ,または不規則な空間に収まる場合,柔軟PCBは交渉不可です.平坦で静止した設計では,硬いPCBはコスト効率が高くなります.
2環境ストレス:柔軟PCBは,振動が激しい環境 (自動車,ドローン) や気温変動 (屋外センサー) で優れています.硬いPCBは高温でよりよく動作します.高性能シナリオ (工業機械)..
3容量:少量プロジェクト (<1,000個) の場合,柔軟PCBの初期コストが高く管理できます. 大量生産の場合,硬いPCBのスケール経済は1ユニットのコストを50%以上削減します.
4信頼性の必要性: 柔軟なPCBはコネクタ関連の故障 (電子機器の問題の主な原因) を軽減し,ミッション・クリティカルデバイス (医療モニター,航空宇宙) に適しています.
5組み立ての複雑性:Flex PCBは,複数のコンポーネントを1つのボードに統合することで組み立てを簡素化し,労働時間を30%短縮します.硬い PCBには,より多くの配線とコネクタが必要です.組み立てステップを増加させる..

よくある質問
Q: 柔軟PCBは硬板と同じくらい耐久性がありますか?
A: 折りたたみのアプリケーションでは,Yes 柔性PCBは10,000+サイクルに耐えるように設計されています.しかし,硬いボードは固いコアのために物理的な衝撃 (例えば,落下) により抵抗力があります.
Q: 柔軟PCBは高電力に対応できますか?
A: 限度的に.低電力デバイス (ウェアラブル,センサー) に適していますが,> 10Wのコンポーネントに苦労しています.厚い銅と熱シンクを持つ硬いPCBは高電力システムに最適です.
Q: 柔軟PCBの品質を規制する基準は何ですか?
A: IPC-2223 (フレックス回路設計) とIPC-A-600F (可容性) は一貫性を保証します.信頼性の高い性能のためにこれらの基準に認定されたメーカーを探してください.

結論
柔軟PCBと硬板は競合する技術ではなく,互いを補完する技術です.柔軟PCBは,コンパクトで動くデバイスの革新を可能にしますが,硬板は,固定電子機器デバイスの形状要素,環境,容量のニーズに合わせて選択することで,パフォーマンスを最適化し,コストを削減し,長期的信頼性を確保できます.接続性が高まる世界では適切なPCBは 単なる部品ではなく 製品の成功の基盤です