FPC PCB製造：最適な性能を得るための適切なFPCパラメータの選び方
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- FPCパラメータとは？
- FPCパラメータ選定時の重要な要素
- 一般的なプロセス
FPC PCB製造：最適な性能を得るための適切なFPCパラメータの選び方
FPCパラメータとは？
FPCフレキシブルプリント回路板のパラメータとは、フレキシブル回路の性能と機能を規定する具体的な設計・材料選択を指します。これらのパラメータには、材料の選択、厚さ、層数、曲げ半径などが含まれます。これらを適切に選定することで、FPCが想定された用途の要求を満たすことが保証されます。
FPCパラメータ選定時の重要な要素
基板枚数／基板サイズ
基板サイズとは基板の外形寸法を指します。JLCのFPC基板の最大サイズは234×490 mm（限界250×500 mm）で、最小サイズは制限されていません。ただし20×20 mm未満の場合はパネル化を推奨します。
層数
層数は設計時に一般に決定されるため、設計仕様に基づいて必要な層数を直接選択できます。
FPC基板は単層、両面、多層に分類されます。
- 単層基板は最もシンプルなフレキシブル基板で、産業制御や電子計器などに広く用いられます。
- 両面基板は単層FPCと異なり、層間を接続するためのビアを備え、電気経路を形成します。携帯電話や自動車のダッシュボードなどに使われます。
- 多層基板は複数の単層・両面FPCを積層し、ドリル＆メッキで層間導通ビアを形成したものです。スマートフォンなどの高級民生機器に使われます。
一般的なプロセス
はんだレジスト色
- FPC用はんだレジストには黄、黒、白があり、黄を推奨します。
- 黄フィルムは各種フレキシブルフラットケーブルなどほとんどの製品に適しています。
- 黒フィルムは高級用途や光吸収が必要な製品（自動車、携帯電話、LEDディスプレイなど）に使われます。
- 白フィルムは白色コートが追加され、照明機器、LEDディスプレイ、医療・美容機器などの反射用途に使われます。
基板厚さ
基板厚さはFPCフレキシブル基板自体の厚さを指し、補強板の厚さは含みません。
測定箇所に銅やカバーレイがない場合、最終厚さは薄くなることがあります。
白カバーレイを使用する場合、単面基板は18 µm、両面基板は36 µm厚さが増加します。
銅箔厚さ
これはFPC回路層の銅箔厚さを指し、基板厚さと合わせる必要があります。
- 単面基板の選択肢：18 µm（0.5 oz）、35 µm（1 oz）
- 両面基板の選択肢：12 µm（0.33 oz）、18 µm（0.5 oz）、35 µm（1 oz）
最小線幅／スペース
線幅／スペースが小さいほど難易度が上がります。一般的には3/3 mil以上を推奨します。
JLCの限界は約2/2 milですが、限界値での設計は避けることをおすすめします。
最小ビア／パッド
ビア外径は内径より少なくとも0.2 mm大きく、推奨マージンは0.25 mm以上です。
一般的にビアが小さいほどコストが高くなります。推奨ビア内径：0.3 mm、外径：0.55 mm。
はんだレジストカバー
FPCにはカバーレイがはんだレジスト層として使われます。カバー方法には主に「ビア開口」と「ビアテンティング」があります。
- ビア開口：ビアパッドが仕上がり基板で露出します。ただし露出したビアは酸化や銅破断の原因になる可能性があります。
- ビアテンティング：ビアパッドをはんだレジストで覆い、銅の酸化や曲げ時の銅破断を防ぎます。JLCはデフォルトでビアテンティングとします。開口が必要な場合は注文時に明示してください。
最小はんだレジストブリッジ幅
最小はんだレジストブリッジ幅は0.5 mmです。つまりパッド間隔は≥0.5 mmでないとブリッジを残せません。間隔が狭い場合、JLCはデフォルトでビアを開口します。
補強板には主に5種類あります：PI、FR4、鋼板、3M両面テープ、電磁シールドフィルムです。
- PI補強はゴールドフィンガー挿入製品に広く使われます。
- FR4は部品穴周辺の補強に使われます。
- 鋼板は高価ですが平坦性に優れ歪まないため、チップ実装が必要な製品に適しています（鋼板は弱磁性のため、ホールセンサーなどには非推奨）。
- 3Mテープは一般に組立時のFPC固定に使われます。
- 電磁シールドフィルムはEMC対策用です。はんだレジスト層に接地開口を設けシールドフィルムをグランド銅に接続し、シールド効果を高めることを推奨します（注意：プロトタイプ評価が必須。シールドフィルムはインピーダンスに大きく影響し、設計が不適切だと信号異常を引き起こします）。
総補強厚さ＝FPC基板厚さ＋補強板厚さですが、単純な和算ではありません。はんだレジスト厚さやゴールドフィンガー裏面の有無も考慮が必要です。
補強厚さの計算方法がわからない場合は、以下のリンクから補強厚さ計算機をご利用ください： https://jlcpcb.com/gold-fingers-PI-thickness
パネル化
最大パネルサイズは234×490 mmです。
推奨スペース：2 mm；鋼板補強を使う場合は3 mmにしてください。
重要！多くのFPC基板外形は不規則です。不適切なパネル化は材料利用率を下げ、コスト増加や生産難化を招きます。パネル化に不安がある場合、JLCエンジニアがサポートします。
上記標準パラメータに加え、FPC製造ではゴールドフィンガー、インピーダンス、ハーフカット穴などのプロセスも含まれます。
適切なFPCパラメータを選ぶことは、高品質で信頼性がありコスト効率の良いフレキシブルプリント回路を製造するために不可欠です。材料選択、厚さ、曲げ半径、熱性能などを考慮することで、用途の要求を満たすFPCを設計できます。民生機器、自動車システム、医療機器のいずれでも、FPCパラメータを理解することが最適な結果を達成する助けとなります。
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