HDIフレックスリジッドPCBにおける埋め込みビアとブラインドビアの必須ガイド

1980年代に高信頼性軍事装置で初めて使用されて以来、フレックスリジッドPCBはハイテク分野で広く使用されてきました。現在までにフレックスリジッド基板はPCB業界の研究ホットスポットの一つとなっています。リジッド基板の支持機能とフレックス基板の高密度・柔軟性機能を組み合わせ、フレックスリジッド基板は異なる実装条件下で3D実装を完了でき、電子製品の軽量化、薄型化、小型化要件を満たします。したがって、フレックスリジッド基板は広い応用分野を享受しています。

ほとんどのフレックスリジッド基板には埋め込みビアとブラインドビアがあります。PCBタイプ選択時、埋め込み/ブラインドビア付きフレックスリジッド基板を選ぶ機会が多々あるため、見積もり前にそれらについて知っておく必要があります。

フレックスリジッド基板の利点とメリット

現在、フレックスリジッドPCBはポータブル機器、医療、軍事用途で広く使用されています。すべてのPCBタイプの中で、フレックスリジッドPCBは厳しい適用環境に対する最強の耐性を持ち、それに基づき応用分野がさらに広がります。柔軟性により、3D適用でスペースサイズとシステム重量を最小化できます。

フレックスリジッド基板設計では、ブラインド/埋め込みビアと高密度相互接続（HDI）がフレックスリジッド基板で要求されるメイントレンドとなっています。フレックスリジッドPCBタイプが多数あるため、以下の内容は6層非対称フレックスリジッド基板を例に表示します。

繊細な材料準備

6層非対称フレックスリジッド基板の第1層はフレックス基板、残り5層はリジッド基板です。線幅間隔は0.1mmで、リジッドおよびフレックスリジッド領域に多数のブラインド/埋め込みビアがあります。基本材料は表1に示します：

層3と4	層2、5、6銅箔	層1（フレックス）
FR-4両面銅内層	銅箔（片面ブラウニング）	カレンダーPI片面銅張板

フレックスリジッド基板は剥離が発生しやしいため、フレックスリジッド連携部分のプリプレグとしてアクリル酸接着剤を選定し、粘着性要件を満たすべきです。リジッド層にはノーフロー接合プリプレグを選定します。表2はノーフロー接合プリプレグの特徴を示します。

試験項目	単位	動作条件	性能指標
			標準値	保護値
樹脂流動量	% / mm	TPC TM650 2.3.17.2	＜3.0 / ＜1.0	＜3.0 / ＜2.0
ガラス転移温度	°C	DSC / TMA	160 / 140	＞160 / ＞155
CTE x軸 / y軸 / z軸	10⁻⁶/°C	常温〜Tg	15 / 13 / 60	＜20 / ＜15 / ＜80
z軸膨張	%	5°C〜260°C	4.5	＜4.0
難燃性		UL94 (C-96/20/65)+(C-96/40/90)	V-0 / 0.010-0.015	V-0 / ＜0.025
はんだフロート（260°C）	s	A	＞180	＞120
剥離強度	kgf/cm	A	1.4-1.6	＞1.43
曲げ強度	kgf/mm²	A	40-50	＜32.7
吸水率	%	A	0.01-0.14	＜0.20

ブラインド/埋め込みビア技術

積層方法

積層方法には一括積層と段階的積層の2タイプがあります。一括積層とは、すべての内層を1回で積層するプロセスです。PCB製造時間が短くコストが低いのが利点ですが、積層プロセスでカバープレーヤーの位置決めが難しく、積層欠陥、剥離、内層変形がPCBエッチングまで発見できません。対照的に、段階的積層とはそれぞれのフレックス層積層とリジッド層積層を指し、カバーレイヤー位置決めと内層グラフオフセットの難易度を下げ、積層欠陥を適時に発見でき、リジッドとフレックス基板材料の特性を最大限に活かせます。しかし、一括積層と比較すると、段階的積層はより多くの操作手順、時間消費、補助材料を必要とし、コストが増加します。

材料

ブラインド/埋め込みビア付きフレックスリジッド基板では、ブラインドビアの品質と高いアライメント精度を確保するため、段階的積層の使用を推奨します。内層積層を先に行い、次に内外層積層を行います。両方の積層でシリコーンゴムを積層材料として、PET離型フィルムを型クリーナーとして使用します。

ドリル技術

このタイプの6層非対称フレックスリジッド基板では、NCドリルとレーザードリルがそれぞれ2回必要で、ブラインドビアドリルにはUVドリルが使用されます。UVドリルは比較的複雑な操作を伴う先進技術であるため、PCB業者から追加の合理的なコストが通常要求されます。

プラズマクリーニング

プラズマクリーニングは、フレックスリジッド基板のビア壁の汚れを除去するために使用されます。プラズマクリーニングは、高活性状態のプラズマがアクリル酸、ポリイミド、エポキシ、ガラス繊維と気固反応を生成するプロセスに従います。その後、生成ガスと反応しなかったプラズマがエアポンプで排除されます。これは複雑な物理化学反応です。一言で言えば、HDIフレックスリジッドPCBにおける埋め込み/ブラインドビアについて知っておくべきことがあります。これらすべてはあなたのコスト、時間消費、製品性能と密接に関連しています。

参考リソース

• 埋め込みビアとブラインドビアについて知っておくべきこと
• 高速デジタル回路におけるブラインド/埋め込みビアの設計方法
• PCBCartのHDIフレックスリジッドPCB製造サービス - 1個から対応