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フレキシブル基板にレジストを使用することはできますか。
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できます。レジストとカバーレイの組み合わせも可能です。
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薄い、曲がるという特徴をもつフレキシブル基板には、薄く柔軟性のある材料を使用します。製造工程はリジッド基板と共通している箇所も多いのですが、製造ルールが異なるため、リジッド基板専門の設計者の中にはフレキシブル基板の設計が出来ない方もいます。大きな要因の一つに、レジストとカバーレイの違いがあります。この違いが与える影響とは何でしょうか。
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フレキブル基板の基礎とリジッド基板との違い
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はじめに、リジッド基板とフレキシブル基板の違いとはなんでしょうか。参考になりそうな、過去記事を紹介しますので、ご興味のある方はご覧ください。既に知っているという方は、不明瞭な時に再度確認してみてください。
・フレキシブル基板とは
・リジッド基板との違い
・フレキシブル基板の3層材、2層材とは何ですか？
・フレキシブル基板の裂けにくいデザインとは？
・フレキシブル基板に補強板は必要？
・フレキシブル基板、コネクタ端子部設計の注意点
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レジストとカバーレイの製造データの違い
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レジストとカバーレイは、プリント基板の回路パターンを保護する絶縁層膜です。フレキシブル基板の場合、薄さや柔軟性などが必要になるため、この特徴を有した材料を使用します。製造データを作る上で大きな違いは、パッドに対するカバーレイの逃げる数値です。レジストの場合、パッドに対して「片側+0.1mm」程度の逃げですが、カバーレイはパッドに対して「片側+0.3mm」程度逃げる必要があります。これにより、狭ピッチ部品や極小部品、高密度の設計が難しくなります。こちらも、過去記事で紹介しておりますので、ご興味のある方はご覧ください。
・フレキシブル基板とリジッド基板のパッド開口部の違いとは？
・フレキシブル基板で部品を配置する場合の注意点は？
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フレキシブル基板でレジストを使用できないか
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では、フレキシブル基板でレジストを使用したいという相談を受けることがあります。答えは、レジストの使用は可能です。この結果、部品パッドに対する逃げは、リジッド基板時と同様の考えでデータ作成が可能です。ただし、レジストは熱硬化インクのため、カバーレイと比べて繰り返し屈曲性が劣ります。繰り返し屈曲、急激な曲げをする場合は、カバーレイを選択する方がよいでしょう。
| 項目 |
カバーレイ |
レジスト |
| 繰り返し屈曲性 |
○ |
× |
| 小型部品対応 |
△ |
○ |
| 機械的強度 |
○ |
△ |
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レジストとカバーレイを組み合わせたフレキシブル基板
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繰り返し屈曲性と小型部品対応を有するフレキシブル基板が必要な場合、各箇所に対応する素材を使用し製造する方法もあります。メリットは前述した内容となります。ただし、検討すべき課題もあります。
・レジスト、カバーレイの２つのデータ作成が必要
・仕様材料、工程が増えるため、製造工数増
・製造データの絶縁膜層チェックが複雑
レジスト、カバーレイどちらかの特徴のみで問題がない場合は、片方の仕様のみで進めるべきです。
レジストとカバーレイを組み合わせたデータを作成する場合、注意することがあります。それは、レジストとカバーレイのデータの重なり方についてです。まず、２つのデータが重ならなかった場合、導体の開口箇所ができます。この状態は、ショートの原因、基板の劣化などにつながります。また基板を曲げた場合、開口箇所にテンションが集中しやすくなり、基板が壊れやすくなります。つづいて２つのデータが面一なった場合、データ上は綺麗に分かれて見えるので一見良さそうに思えますが、公差を考えるとカバーレイとレジスト間に隙間が出来る可能性があるので問題です。よって、２つのデータは一定距離を重ねて作る必要があります。重ねる距離は、基板仕様によって異なりますが、一般的に1.0mm以上は重ねます。
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