現在、PCB には 3 つの形態があります。
- フレキシブル
- 剛体-柔軟
- 硬い
これらは全く異なり、共通点はほんの少しだけです。 それらの主な機能単位は、単一層の銅回路です。 すべての電子機器には、主な動作原理としてこれらの専用回路基板が含まれています。 ここでは、3 種類の PCB の詳細と 3 種類すべての違いについて説明します。
定義: リジッド、リジッドフレックス、およびフレックス PCB
機能の違いによって PCB を区別する前に、3 種類の PCB をすべて定義しましょう。
リジッドPCB
名前が示すように、リジッド PCB は固体で通常は緑色をしており、ガラスで強化された曲がらない基板のようなものです。
リジッドフレックス PCB
リジッド コンポーネントをフレックス コンポーネントと組み合わせると、リジッド フレックス PCB が得られます。 これらの基板は、回路基板のサンドボード材料と回路の基板材料のフレキシブル層とリジッド層から作られています。
フレックス PCB
彼らのベースは柔軟です。 これらには次のような能力があります。
- 振動に耐える
- 折り畳み
- あらゆる形状に曲げることができます
- 熱を分散する
これらは、上記の特性のために現代のエレクトロニクスで広く使用されています。 これらは導電性材料と非導電性材料で構成されるため、電子デバイスの魂として機能します。
リジッドPCBとフレックスPCBの違い
どちらのタイプの PCB も、異なるデバイスの電子コンポーネント間を接続するという同じ目的に使用されます。 それらの違いにも注意することが重要です。 リジッド PCB とフレックス PCB はどちらも異なる方法で作られており、異なる性能を示します。 どちらにも多くの長所と短所があり、主な特性と機能を以下に示します。
- ベース層: リジッド PCB は導電性トラックと非導電性基板から作られ、電気デバイスの導電に使用されます。 非導電性材料は主にガラスであり、それを強化して厚みを与えます。そのベース層は柔軟な材料（ポリアミドなど）です。
- 柔軟性: ベースはボードを強化し、剛性を与えるために使用されます。 また、これらの PCB は動的であり、柔軟なベースを使用しているため、さまざまな用途に合わせて曲げたり、任意の形状に成形したりできます。
- 導体：これらの回路は導電性物質（電着銅）で構成されていますが、曲げたり折りたたんだりすることを目的としているため、メーカーはこの目的のために柔軟な硬質銅を使用しています。
- 製造プロセス: リジッド回路では、はんだマスク塗布法が使用されていましたが、フレキシブル PCB は、露出した回路から基板を保護するオーバーレイ法 (フレキシブル PCB のオーバーレイ製造とも呼ばれます) を使用して製造されます。
- コスト: フレキシブル PCB はリジッド PCB よりも高価です。 ただし、これらは、あらゆる回路のコンパクトなスペースに適合する機能を備えています。 これにより、メーカーは家庭用電化製品、医療機器、宇宙、自動車機器などの小型製品を製造できるようになります。 これらは、電子機器メーカーの収益増加と節約のために最も要求が厳しいものです。
- 耐久性: どちらの PCB も非常に優れた耐久性を備えていますが、その現れ方は PCB ごとに異なります。 リジッド専用回路基板は高い強度を提供しますが、フレックス PCB は振動吸収、熱放散、その他の環境要素に耐える能力など、他の多くの品質において優れています。 フレックス回路は何千サイクルでも故障することなく屈曲できます。
- 重量: 強度と厚さから、リジッド PCB はフレックス PCB よりも重いことがわかります。 軽量のデバイスや、より軽量のコンポーネントを使用する小型デバイスでフレックス PCB を使用することは有益です。
- 耐性: フレキシブル PCB は、極端な状況や高温に対する耐性が非常に優れています。 このような環境ではこれらが損傷する可能性があります。 一方、リジッド PCB は抵抗が低く、損傷、温度上昇、化学物質、放射線から安全です。
- 洗練されたデザイン: 楽器やおもちゃなどの基本的な消費デバイスには、リジッドボードが最適です。 ただし、フレキシブル専用回路基板は設計がより進んでおり、複雑な設計に最適です。 フレックス PCB は構造的に多用途であるため、最新のコンパクトな電子機器で人気があります。
導電性素材の違い
リジッド PCB、フレックスリジッド PCB、およびフレックス PCB はすべて、異なるタイプの導電性材料で作られています。 たとえば、リジッド PCB は電着銅でできており、柔軟性がありません。 一方、フレキシブル PCB は、主に折り曲げ可能な焼き鈍し銅から作られています。
製造上の違い
フレキシブル PCB、リジッド PCB、リジッドフレックス PCB の 3 種類の専用回路基板はすべて、異なる製造プロセスを使用しています。 フレキシブル PCB は、コンポーネントの露出した回路を保護するためにオーバーレイ プロセスを使用して構築されます。 リジッド PCB は、緑色のソルダー マスクのような古代の方法を使用して製造されます。
コストの違い
フレックス PCB は、その製造方法と狭いスペースに適合できるため、十分なコストがかかります。 ただし、リジッド PCB は手頃な価格で購入でき、多くのアプリケーションで優れた機能を備えています。
アプリケーションの違い
フレックス PCB は、デバイスに適合する機能があるため、メーカーによって主に使用されています。 リジッド PCB を使用する際、デバイスはリジッド PCB に適合するように作られます。 フレックス PCB は、医療機器、ドローン、ウェアラブル電子機器には十分です。 リジッド PCB は車両やコンピュータでの使用に最適です。
リジッドフレックスPCBとは何ですか?
この専用回路基板は、リジッド技術とフレックス基板技術を組み合わせて作られています。 このような基板のほとんどでは、アプリケーションの設計条件に応じて、リジッド基板がフレキシブル回路基板の層の外部、内部、またはその両方に取り付けられます。 ポリアミド材料は、リジッド基板に接続された銅クラッド基板を備えたリジッドフレックス PCB の製造に使用されます。
リジッド PCB のフレキシブル部分は通常、それらの間の相互接続を確保するために卑劣な穴で構成されています。
利点
リジッドフレックス PCB には次の利点があります。
・ コンパクトサイズ
電子デバイスは日に日に小型化が進んでおり、より小さいサイズの PCB は折り畳めるという性質にも重要性を感じています。 小型化により軽量化も実現しています。
· 信頼性の向上
回路基板に使用することで接続インピーダンスが低くなり、基板対基板のコネクタやはんだ接合などに安心して使用できます。 また、回路故障を防ぐのに十分な安全性を備えています。
· 省スペース
このような PCB では、高プロファイル接続やワイヤー ハーネス用のスペースがないため、すべての接続が緊密になります。 トレースを配線するのに十分なスペースがあります。 これらのボードは、高密度設計のアプリケーションに効果的に使用されます。
· コストの削減
リジッド PCB は、リジッドフレックス PCB に比べて安価です。 それは主に組み立て料金に影響します。 リジッドフレックス PCB はサイズが小さいため、必要な材料が少なくなります。 コネクタと部品が少ないため、組み立て費用と購入コストが削減されます。 したがって、収益が増加します。 全体的なコストを考慮すると、リジッドフレックス PCB を使用するのが最適であると結論付けられます。
· テストの容易さ
リジッドフレックス PCB ではサブ回路がすでに相互接続されているため、自動テストが簡単です。 針の無駄を防ぐ必要がなく、余分な出費を節約できます。 また、接続の問題も解消されます。
· 設計の柔軟性
リジッドフレックス PCB はより柔軟で、あらゆる設計やデバイスに適合します。 これらは一部の設計では指定されていませんが、優れた曲げ半径によりどのような設計にも適合するため、多くの用途に固定できます。
· 高温および過酷な条件に対する耐性
リジッドフレックス PCB の製造に使用されるポリアミドは熱安定性が高いため、高温に耐えることができます。 リジッド ボードとフレックス ボードの両方を組み合わせることで、次のような問題を防ぐための最高の機能が得られます。
- 放射線に対する耐性
- 有害な油
- 化学薬品
- 極度の衝撃
- 振動
したがって、振動や過度の動きが想定される機器での使用に最適です。
短所
リジッドフレックス PCB には多くの利点がありますが、次のような懸念すべき欠点もあります。
メーカーは、本題に入る前に、最善の考慮を払って回路を検討する必要があります。
- 製造プロセスは長くて困難で、より多くの材料が投資され、組み立て速度を高めるために人員が使用されるため、コストが増加します。
- テスト時には実際の設計に合わせて調整が必要です。 ガーバー プログラミングはエラーを修正するために使用されます。
- これらは余分な出費と時間がかかり、結果の収量は低くなります。
リジッドフレックス PCB アプリケーション
リジッドフレックス PCB には多くの機能上の利点と特徴があります。 これらの PCB は、インターフェイス接続が少なく、パッケージ内のサイズと重量が小さく、極端な気象条件や高温に耐えられるため、家庭、産業、商業部門での使用に最適です。 電話やマルチメディア プレーヤーなどの小型消費者製品とは別に、次の業界で使用されています。
医療産業: 次のようなデバイス:
- ペースメーカー
- 映像機器
- 人工内耳
- 薬物送達システム
- ハンドヘルドモニター
- ワイヤレスコントローラー
- 他にもたくさん。
航空宇宙: このアプリケーションは、次のようなデバイスの製造に使用されます。
- GPS
- レーダー装置
- 無線の通信システム
- センサー、タワー制御システム
- ノイズ
- モーションセンサー
- 振動および試験システム
- 気候および環境試験室。
電気通信: この分野には次のようなものがあります。
- ハンドヘルドユニット
- 基地局
- 無線通信システム
- 通信衛星
- 伝送メディア
- 信号処理システム
- オンライン信号拡張システム
- ルーターとサーバー
家庭用電化製品: これはリジッドフレックス PCB の非常に一般的な用途であり、次のような用途に使用されます。
- オーブン
- 洗浄システム
- 照明システム
- UV浄水器
- 太陽光発電システム
- テレビのリモコン
- 電子アイロンなど。
自動車: この業界では、リジッドフレックス ボードは次のような製品に適用されます。
- トランスミッションコントロール、
- 電子制御モジュール
- コンフォートコントロールユニット
- 液晶ディスプレイ
- 空調
- トラクションコントロールミュージック
- ナビゲーションシステム
- エンターテイメントなど
軍事分野: リジッドフレックス PCBS には、次のような特徴的な用途があります。
- 兵器通信システムの製造、
- 誘導システム
- 航空機のミサイル発射探知機
- GPS、追跡システム、または監視
製造業: リジッドフレックス ボードは次の用途に使用されています。
- 電気スイッチ
- 試験装置
- コントロールパネル
- 産業オートメーションシステム
- CCTV監視システム
- 産業用エアコン
リジッド PCB を使用する場合とフレキシブル PCB を使用する場合
一般に、リジッド PCB はフレックス PCB よりもコスト効率が高くなります。 両方の PCB の総コストを考慮して比較すると、リジッド PCB よりも安価なフレキシブル PCB を使用することをお勧めします。 回路の全体コストを正確かつ正確に理解するには、まず、フレックス PCB により、コネクタ、ワイヤー ハーネス、その他のプライベート回路基板など、多くのコンポーネントの必要性が軽減される可能性があることを知っておく必要があります。 最も良いのは、特定の設計からそのようなコンポーネントを削除することで、組み立てコスト、消耗品コスト、人件費、材料費が削減されることです。
デスクトップやラップトップ コンピューター、ソリッド ステート ドライブ (SSD)、オーディオ キーボード、モニターやフラット スクリーン テレビ、さまざまな電子機器、子供のおもちゃなど、多くの電子デバイスは、フレキシブル専用回路基板ではなく、リジッド専用回路基板を使用しています。
フレキシブル回路は、スマートフォン、GPS ユニット、カメラ、タブレット、ウェアラブルなどの高性能かつ超小型のデバイスに使用されています。
