フレキシブル PCB 用の IPC 6013: 知っておくべきことは何ですか?

紹介

IPC 6013は、プリント回路協会（IPC）が開発した重要な仕様規格であり、フレキシブルプリント基板（PCB）の設計、製造、試験、および最終用途要件に関する包括的なガイドラインを提供します。この規格は、PCB製造と品質保証における卓越性の基準を定めるIPC 6000シリーズ文書の一部です。フレキシブルPCBに関するIPC 6013の主な内容は、フレキシブルPCBの分類、設計ガイドライン、材料仕様、製造、組み立てなどです。

業界にとっての IPC 6013 の重要性

IPC 6013 規格に準拠することは、フレキシブル PCB のメーカー、設計者、エンドユーザーにとって非常に重要です。これにより、フレキシブル PCB が最高の品質基準に従って製造されることが保証され、さまざまなアプリケーションにわたって信頼性とパフォーマンスの一貫性が提供されます。ウェアラブル技術、医療機器、航空宇宙など、フレキシブル PCB の独自の機能に依存する業界にとって、製品の安全性、耐久性、有効性を確保するには、IPC 6013 への準拠が不可欠です。

IPC 6013 仕様に従うことで、企業は設計者と製造者間のコミュニケーションと理解を促進し、生産プロセスを合理化し、効率と歩留まりの向上によりコストを削減し、最終的には優れた製品を市場に提供することができます。

フレキシブル基板の分類

IPC 6013 では、その構造と使用目的に基づいて、いくつかのタイプのフレキシブル PCB を定義しています。

• タイプ 1: 補強材の有無にかかわらず、片面フレキシブル PCB。これらは、柔軟な誘電体フィルム上の単一の導体層で構成されています。
• タイプ 2: メッキスルーホールを備えた両面フレキシブル PCB (補強材の有無にかかわらず)。これらには、間に絶縁層を挟んだ XNUMX つの導体層があり、両側からアクセスできます。
• タイプ 3: メッキスルーホールを備えた XNUMX つ以上のフレキシブル導電層を備えた多層フレキシブル PCB (補強材の有無にかかわらず)。これらの PCB には導体と絶縁材料の複数の層があり、より複雑な回路と高密度の相互接続を実現します。
• タイプ 4: リジッドフレックス PCB。単一構造に積層されたリジッドおよびフレキシブル PCB 層で構成される多層回路です。このタイプは、リジッド PCB の機械的安定性とフレキシブル回路の柔軟性を組み合わせています。

また、IPC 6013 は、必要な製品品質と信頼性のレベルに基づいて、フレキシブル PCB を XNUMX つのクラスに分類しています。これは、アプリケーションの複雑さと PCB が動作する環境に直接相関しています。

• クラス 1: 一般電子製品。主な要件が完成したアセンブリの機能である製品を対象としています。これらは通常、寿命の延長や極端な信頼性を必要としない消費者グレードの製品です。
• クラス 2: 専用サービス電子製品。より高い信頼性と長い寿命を必要とするが、クラス 3 のレベルには及ばない製品向けに設計されています。これらは通常、より高いパフォーマンスと信頼性が必要とされるが重要ではない産業用または商業用製品で使用されます。
• クラス 3: 高信頼性/軍用グレードの製品。継続的なパフォーマンスまたはオンデマンドのパフォーマンスを要求する製品を対象としています。これらは、故障が許されない軍事、航空宇宙、医療機器でよく使用されており、PCB は極限の条件下でも機能する必要があります。

生産計画においては、製造または組立パッケージを最終決定する前に、このトピックをPCB品質保証プロセス、マイクロビアおよびHDI設計と比較検討することも有効です。

めっき要件

フレキシブル回路では、めっきには通常「ボタン めっき」または「パッド めっき」が使用されます。これは、基板表面全体ではなく表面パッドと穴のみをめっきすることに重点を置いた方法です。このアプローチは、フレキシブル PCB の固有の製造および性能ニーズを反映して、フレキシブルまたはリジッドフレックス回路のめっき要件が一般にリジッド回路基板に比べてそれほど広範囲ではないことを意味します。

IPC 6013 仕様には、スルー ホール、ブラインド ビアおよび埋め込みビア、マイクロ ビア、埋め込みビア コアなど、さまざまな種類のフレキシブルおよびリジッドフレックス PCB 設計にわたるめっき要件の詳細な表が含まれています。各表には、これらの異なる PCB 構成の固有の特性と性能ニーズに合わせた特定のめっき要件が記載されています。

品質要件

フレックス PCB およびリジッドフレックス PCB の品質要件は、両方のタイプの仕様にわたって同様のブレークアウト要件があるため、特にメッキスルーホール (PTH)、マイクロビア、および内部メッキホールに関して、リジッド PCB の品質要件と多くの類似点を共有しています。導体の品質、銅の重量許容差、およびその他のいくつかの仕様は、フレックス、リジッドフレックス、およびリジッド PCB の規格間でほぼ一貫しており、信頼性と機能性を確保しています。

それにもかかわらず、柔軟な材料の特有の特性により、品質要件にはいくつかの違いがあります。

反りおよびねじれ: リジッド PCB の場合、反りとねじれは基板の平坦度を反映する重要な測定値です。ただし、フレックスおよびリジッドフレックス回路基板の場合、材料は本質的に柔軟になるように設計されているため、これらの対策はそれほど重要ではありません。したがって、弓とツイストの仕様は通常、リジッドフレックス ボードの硬い領域にのみ適用されます。

材料固有の考慮事項: フレックス回路では、カバーレイ、補強材、接着剤などの独自の材料が使用されており、リジッド PCB には同等のものはありません。したがって、フレックスおよびリジッドフレックス PCB の IPC 規格は、これらの材料に関連する次のような特定の問題に対処しています。

ソーダストローイング: これは、カバーレイがトレースの周囲で浮き上がるときに発生します。理想的ではありませんが、ボードの機能を妨げない限り、許容可能な状態になる可能性があります。
カバーレイの折り目: カバーレイ フィルムの折り目は、回路の完全性を損なう層間剥離を引き起こさない限り許容されます。
補強材の下の異物: 基板の性能への悪影響を避けるため、補強材の下の異物の存在は一定の制限内で許容されますが、通常は補強材面積の 5% を超えません。
フレックスおよびリジッドフレックス PCB の品質保証には、フレキシブル回路の固有の側面に対応しながら、リジッド PCB から関連する規格を適用するという慎重なバランスが必要です。これらの規格を正しく解釈し、製造されたフレックスおよびリジッドフレックス PCB が意図した用途で確実に動作することを保証するには、専門知識が必要です。