妥協のないコンフォーマブルエレクトロニクスを可能にします

コア技術的利点を

フレキシブルプリント回路(fpc)は、基板、接着剤、導電層などの材料を用いて、回路を曲げたり折り曲げたり、曲面に合わせたりすることができ、電気的性能を維持しながら柔軟性に優れた電子パッケージです。

リジッドfr-4基板(曲げ半径が50mm以上、折りたたんだ際にクラックが発生する危険性がある)と比較して、fpc材料は最小曲げ半径を90%低減(ポリイミド系fpcでは1mm以下)し、10万回以上の折りたたみに耐えることができます(リジッド基板では100回以上)。スペース効率の面では、fpcは基板体積を40 ~ 60%削減します。例えば、折りたたみ可能なスマートフォンのヒンジ用のフレキシブル回路は、同等の機能を持つ硬質pcbの場合は5 cm3のスペースが必要ですが、2 cm3のスペースしか必要としません。

电気性能跡競争:高級FPC 10 gbps支援信号を加速資料塩化ビフェニル硬直画像マッチング)やインピーダンス安定(1万屈曲形サイクル。またがる±5Ω)また、銅クラッドポリイミド(pi) fpcは、硬質fr-4 (0.2 w /m・k)と比較して優れた熱伝導率(0.3 w /m・k)を示し、ledディスプレイなどの高出力アプリケーションの放熱性を向上させます。

鍵技術突破口

最近のfpc材料設計の革新は、耐久性、耐熱性、集積度の歴史的限界に対処してきました。

1. ベースフィルム材料の革新

ポリエステル(pet)からポリイミド(pi)および液晶ポリマー(lcp)への移行により、fpcの性能は変化しています。piフィルム(デュポンのkapton®hnなど)は、3倍の耐熱性(動作範囲:-269°c ~ 400°c対petの-40°c ~ 120°c)を提供し、自動車のフード下や航空宇宙用途に適しています。信号損失の50%は減らす一方、LCP-based FPCs 10 gbps(により、誘電体正接喪失で丹δ=薄氷vs PI 0.008丹)、5 gアンテナ回路におけるスマートフォンのために非常に重要です。

さらに、ハイブリッドベースフィルム(pi-lcp複合材料など)は、piの機械的強度とlcpのシグナルインテグリティを組み合わせ、20万回の折りたたみサイクルに耐えながら25 gbps信号をサポートするfpcを可能にします。

2. 接着剤と導電層の最適化

Low-outgassingバインダ(例えば、acrylic-based作成や)減らし揮発性有機化合物(VOC)送信80%(< 10μg /時間)は、汚染を呼ぶ呼称リスクに精密よう医療機器の空間電子分野だ。これらの接着剤は、銅とベースフィルム間の接着強度も向上させ、剝離強度は85°c /85% rhで1,000時間老化させた後に>1.5 n /mmとなりました(従来の接着剤は<1 n /mm)。

導体層、薄型銅木太刀(5μm厚さvs 18μm標準FPCs)を維持しながら、FPC体重25%を削減できたcurrent-carrying容量(1 a / mm幅)。銅層にニッケル・金めっきを施したメッキ仕上げは、耐腐食性を高め、500時間の塩水噴霧試験(astm b117)後には酸化が検出されず、船舶用電子機器のような過酷な環境でのfpcの寿命を延長します。

3. 製造工程を通して

ロールツーロール(r2r)製造により、fpcの生産効率は従来の300 m /hに対し1,000 m /hと3倍に向上し、1台当たりのコストは20 ~ 30%削減されました。高度なレーザー掘削(例えば、UVレーザーシステム)は常にその時microviasを生み出し(直径50 mμm vs 150μm機械掘削)することができるための倍高い構成要素density-criticalポータブル機器スマートウォッチのように合うように50 FPCsなければ+要素10センチ²領域。

さらに、導電性インク(銀ナノ粒子インクなど)を使用したfpcのアディティブ・マニュファクチャリング(3 dプリント)により、銅エッチングが不要になり、材料の無駄が70%削減され、カスタマイズされた回路(スマートグラスフレーム用湾曲fpcなど)のラピッドプロトタイピングが可能になります。

破壊アプリケーション

fpc材料は、新しい製品設計と機能性を可能にする、コンパクトでコンフォーマブルなエレクトロニクスを必要とする産業に不可欠な材料となっています。

1. 消費者電子機器:折り畳み式とウェアラブル

折り畳み式スマートフォン(例えば、samsung galaxy z fold5、xiaomi mix fold 3)は、20万回の折り畳みサイクル(180°折り畳み、半径1mm)に耐えながら内側と外側のディスプレイを接続するヒンジ回路にpiベースのfpcを使用しています。これらのfpcは、従来のリジッドpcbと比較してヒンジの厚さを30% (3mm)削減し、より薄型なデバイス設計を可能にします。

ウェアラブル機器では、lcpベースのfpcsがスマートウォッチ用心拍数センサーを駆動します。厚さ0.1mm、曲げ半径2mmのlcpベースのfpcsは、時計バンドに統合することができ、センサーとメインpcb間で1 gbpsのデータ転送をサポートします。

2. 自動車と交通

自動車用fpc (piベースフィルムを使用)は、evバッテリーマネジメントシステム(bms)に採用されており、バッテリーセルパックに適合し、150°cのボン内温度に耐えます。tesla model yのbmsは12個のpiベースのfpcを使用しており、従来の銅線と比較して配線重量を40%削減し、電圧監視精度を5%向上させています(信号損失が低いため)。

lcpベースのfpcsは、lidarと処理ユニット間の10 gbpsデータ伝送をサポートし、5,000回の振動サイクル(10-2000 hz、10 g加速度)にわたってインピーダンス安定性を維持します。これは、信頼性の高い物体検出に不可欠です。

3. 医療及び航空宇宙

医療機器は生体適合性のあるfpc材料(例えば、ptfeでコーティングされたpi)を埋め込み型センサー(例えば、ペースメーカーのリード線)やウェアラブルモニターに使用する。ブドウ糖モニタリングパッチ用生体適合型fpcは厚さが0.05mmと薄く、皮膚にも刺激を与えず、1 hzのブドウ糖データをスマートフォンに送信しながら30日間の連続摩耗に耐えます。

航空宇宙分野では、-269°c ~ 400°cの動作範囲と1mmの曲げ半径を持つ衛星アンテナアレイに使用されており、地上局との25 gbps通信に対応しながら、湾曲した衛星本体に統合することができます。