Q: スマートウォッチ（ウェアラブルデバイス）で使用されるプリント基板(PCB)

市場でよく見られるのスマートウォッチはアップル ウオッチやガーミンやXiaomi Mi Bandなど (弊社にもウェアラブルデバイスの相関製品の基板(PCB)を作ったことがありました、ブルートゥースヘッドホン/警官ウェア設備など) ウェアラブルデバイスは外形に軽量な特性を持っています。さらに、製品自体にも統合性、無線、汎用性、軽くて柔らかいなどの四つの特徴があります。 ウェアラブルデバイスのEMC試験を満足するため、SIPチップキャリアや3D ICチップキャリアが採用されなければなりません。ボード内に能動部品と受動部品と高曲げに強いFPCと低誘電率＆低誘電正接の基板(PCB)材料などの高次の基板技術を埋め込んだ。 ウェアラブルデバイスの応用産業は五種類に分けられています。医療的ケア、フィットネスとウェルネス、情報娯楽、工業及び軍事用のカテゴリに分類されます。 基板(PCB)をスマートウォッチ内配置するために、またスペースが小さく、バッツが少なく、メモリ構成が少ないため、ほとんどの設計はフレキシブル基板(FPCB)またはリジッドフレキ基板(RFPCB)設計されています。 現在、スマートウォッチを身につけることは、個人デジタル補佐を持つようなものです、処理することができる機能は：カメラ、温度計、羅針盤；GPS心拍数監視、潜水パソコンなど

Question 1

スマートウォッチ（ウェアラブルデバイス）で使用されるプリント基板(PCB)

Accepted Answer

市場でよく見られるのスマートウォッチはアップルウオッチやガーミンやXiaomi Mi Bandなど (弊社にもウェアラブルデバイスの相関製品の基板(PCB)を作ったことがありました、ブルートゥースヘッドホン/警官ウェア設備など)

ウェアラブルデバイスは外形に軽量な特性を持っています。さらに、製品自体にも統合性、無線、汎用性、軽くて柔らかいなどの四つの特徴があります。ウェアラブルデバイスのEMC試験を満足するため、SIPチップキャリアや3D ICチップキャリアが採用されなければなりません。ボード内に能動部品と受動部品と高曲げに強いFPCと低誘電率＆低誘電正接の基板(PCB)材料などの高次の基板技術を埋め込んだ。

ウェアラブルデバイスの応用産業は五種類に分けられています。医療的ケア、フィットネスとウェルネス、情報娯楽、工業及び軍事用のカテゴリに分類されます。

基板(PCB)をスマートウォッチ内配置するために、またスペースが小さく、バッツが少なく、メモリ構成が少ないため、ほとんどの設計はフレキシブル基板(FPCB)またはリジッドフレキ基板(RFPCB)設計されています。現在、スマートウォッチを身につけることは、個人デジタル補佐を持つようなものです、処理することができる機能は：カメラ、温度計、羅針盤；GPS心拍数監視、潜水パソコンなど

Question 2

一緒に何か耐電圧試験（HiPot）を了解してきます。

Accepted Answer

（HiPot）は絶縁耐電圧テストとも呼ばれます。無破壊性の信頼性テストの一種である、プリント製品の耐圧試験は「絶縁耐力」、「絶縁破壊」を測量します。

一定時間内にプリント製品を高電圧施します、通常は1.5KV~3.0KV(日常用電標準は110Vまた220Vの数倍電圧、その条件や標準は製品によって、違います。)、結果から見ると、プリント製品の電気安全な特性と絶縁性能は合格かどうかテストします、高電圧の場合に、絶縁がよくない材料は破壊されます、ショットを発生します。

絶縁耐電圧テスト（HiPot）の方法は、プリント製品の輸入電源所が限定時間内の高電圧を耐えられて、崩壊状態発生を測量します。このテストの規定はプリント基板が高電圧を施す期間に「絶縁破壊及び崩す(破壊) 許可されていません」。絶縁耐電圧テスト（HiPot）の過程でプリント製品の潜在的な瑕疵も同時に検出できます、
例えば

絶縁材の絶縁効果がよくありません
絶縁体に針穴があります。
パーツの間に電気間隙が不足です。
絶縁体が押し出されて破裂します。

もし、引き続き、まだ興味がありましたら、下記の関連文章をご覧してください ↓ ↓ ↓

1.そして、アルミ基板とは何ですか？その応用は？

2.IPC標準

Question 3

プリント基板のボンディングは何でしょうか？

Accepted Answer

ボンディングした(線路とピンをコネクター)以後、何をするでしょうか？
膠にチップを封止するとともに、チップを実装する技術COB(Chip On Board)を採用し、テスト終わりのチップが特製のプリント基板上で実装します。そして、Auワイヤを使用して、チップ線路がプリント基板上に接続して、また、融解後の特殊な保護機能を備えた有機材料をチップに被せてチップの後期封止に行います。

ボンディングはどんな利点があります。

ボンディングのチップは防腐、耐震、性能安定を持ちしております。
そのメリットは製品の安定性は伝統的なSMTマウント方式より高い。基板は湿気、自然、と人為要因を影響受け取って、ショットや開回路の状況が発生しやすい。チップがボンディング後には、有機材料を保護されて、外界と隔離して、湿気、静電気、腐食状況の発生がありません。
ボンディングしたのチップは大量生産に適しています：
産品の一致性が強く使用寿命が長い。このパッケージ技術は低コスト、省スペース、軽量、放熱効果良い、パッケージ方法が簡単などの利点があります。
ボンディング技術の応用：
例えば、携帯電話、携帯情報端末(PDA)，MP3プレーヤー、デジタルカメラ、ゲーム機など設備の液晶ディスプレイ(LCD)、ほとんどボンディング技術を採用されました。

Question 4

プリント基板表面処理のOSP(水溶性プレフラックス)につき、メリットとディメリットは何でしょうか？

Accepted Answer

プリント基板表面処理の(OSP)水溶性プレフラックスはRoHS認証を符合された、表面処理の一種。
プリント基板表面処理のOSPは銅箔表面に、化学方法を使用して、表面を守るの有機皮膜が形成されます。
プリント基板表面処理のOSPの有機皮膜の特性は、抗酸化、、耐熱、耐湿性を持っており、プリント基板表面の銅酸化防止に効果的です。
プリント基板コーティングをOSPを使用したのメリットは、シンプルなプロセス、平滑的な表面、コストが低くと環境親和的です。
プリント基板プリント基板コーティングをOSPを使用したのディメリットは、表面処理の保存期限が短いためとプリント基板の表面に傷がつきやすいです。

Question 5

無電解金メッキ(ENIG)は何でしょうか？

Accepted Answer

このテーマを紹介する前に、先ずは表面処理の事を説明いたします。

-表面処理には、各種の金属を加工の過程で、ボードの金属の表面で処理しています。理解しやすいのは、ペンキして、他の材料を覆うの方式です。例えば、ペンキで塗られた鉄の欄干のようです。それは表面処理の実際的な応用の一種である。

無電解金メッキ(ENIG)は「無電解ニッケル/置換金メッキ」と呼ばれています。回路基板(PWB)の表面処理の一つ、無電解金メッキ(ENIG)は金メッキよりコストが低いと分かれます。ですので、エレクトロニクスパーツの上でキラキラの金色を見られているのは、一般的には無電解金メッキといいます。表面で薄く金メッキして、銅箔の酸化を防ぐます。

無電解金メッキ(ENIG)特性は過程複雑なメッキを必要要らないで「ニッケル」と「金」が銅箔を付けることができます。さらに、金メッキより平坦性がいい。これは発展的にますます小さくなっている各種の電子部品にとって、平坦度の高い部品を要求することとかなり重要です。

Question 6

IPC標準

Accepted Answer

一般的な業界にて、米国電子回路協会(IPC)規範をもとに、三類を分けられます。その中でクラス2(Class 2)は標準として分かります。
クラス1(Class 1)は、消費性製品、一般的なエレクトロニクス製品と電子周辺。
クラス2(Class 2)は、高性能エレクトロニクス、通信設備、商業設備
クラス3(Class 3)は、信頼性の高い製品、軍事用途

もしお客様は特に指定しないなら、弊社ExPlusはクラス2(Class 2)、米国電子回路協会-6012(IPC-6012)に標準として、材料の品質水準を確保する。
高品質的なプリント基板(PCB)の要件とは

品質良いのプリント基板(PCB)は、パターン幅/間隙/厚さはお客様の要求を達成し、そして、パターンが発熱やオープン/ショットを避ける以外、プリント基板(PCB)の外層の銅箔は容易に脱落したり酸化したりしない必要がある、そうしないと酸化後まもなくPCBが破損します。
プリント基板(PCB)は変形しにくいはずです。そうすれば取りつけるの時にはプリント基板(PCB)の外形変形やねじ穴の位置合わせをずれるを避けるようにできます。現在、自動化を取り付けているので、プリント基板穴の位置とパターンの誤差は許容範囲内である必要があります。
プリント基板(PCB)には、お客様要求の高温、高湿またはその他の特殊な環境を考慮し、追加の電磁放射もなく、プリント基板(PCB)の表面性能は後続の設置に適合する必要があります。

一般的には、数量が少ないのプリント基板(PCB)はコストを考慮して、フライングプローブテストを使用します。量産のプリント基板(PCB)は治具を使用して、オープン/ショットにテストします。また、プリント基板(PCB)の外観、文字、レジスト、斜辺、穴破れ、V-CUTなどを目視してのことも出荷前のプログラムです。

Question 7

プリント基板の表面処理の一つは熱風半田レベラーHASLである、それは何ですか？メリットとデメリットは何、今回、紹介します。

Accepted Answer

熱風半田レベラー(HASL)：英語は(Hot Air Solder Leveling)を呼んでいます。半田レベラーは銅箔の表面に錫をスプレーして銅箔を保護します。錫面で余分なはんだを熱風を吹き飛ばして仕上げる。一般的な錫スプレー設備は垂直と水平の2種類に大きく分けることができます。
錫スプレープロセスはPCB表面処理プロセスにおいて支配的であった、錫スプレープロセスはサイズの大きい素子と間隔の大きいワイヤにとって非常に優れたの工藝であった。しかし、錫スプレープロセスは製作中が汚れや危険や匂いが悪くので、今の業界では錫スプレープロセスの使用は減っている。ですので、近年無鉛化の傾向が続いており、噴錫の使用がさらに制限されています。現在はいわゆる無鉛フリー半田がありますが、設備の互換性などが問題になります。
熱風半田レベラーHASLのメリットは:
1. 熱風半田レベラーHASにて、値段も安いし、半田の性能も良いですが、第一面の半田面だけ、二回目の半田面に、このメリットがあるとは限りません。
2. 熱風半田レベラーHASにて、値段も安いし、半田の性能も良いですが、第一面の半田面だけ、二回目の半田面に、このメリットがあるとは限りません。
3. 保存期限がより長いし、工藝も成熟となります。さらに、目視検査や電気測定に適しています。
熱風半田レベラーHASLのデメリットは:
1. 過小のパーツとファインピッチピンが半田に適してありません、熱風半田レベラーHASLの表面平坦度が悪いためです。
2. プリントアセンブリのプロセス中で錫ボール(solder bead)が産生しやすいですので、ファインピッチ(fine pitch)のパーツに対して、ショートが発生しやすいです。
3. 両面のSMTプロセスに使用する時に、第二面は一回目の高温リフローの洗礼を通して、錫の再溶融が起こりやすくて錫ボールを生み、または類似の水滴は重力によって球状の錫点に形成になります。また、二回目の半田面は一回目のリフローをする時に錫酸化とIMCが事前に発生して、半田付け性に影響する問題があります。

Question 8

本文は主に高密度多層基板の詳しいと応用を紹介しています。

Accepted Answer

高密度多層基板(HDI)の定義について、米国IPC-2315規格は、設計された最小導体幅と間隔≦0.1 mm、（機械またはレーザー）導通口径≦0.15 mmで、層間に埋め込み穴またはブラインドホール(BVH)が接続された多層印刷板をHDI板と呼ばれています。
高密度多層基板(HDI)は一般的に高多層積層技術が製造を採用しています、積層の回数が多いほど、ボードの技術レベルが高くなります。通常の高密度多層基板(HDI)基本的1回の積層で、ハイエンドHDIは二回とそれ以上の積層技術、同時に、積層穴、メッキ穴埋め、レーザー穴あけなどの先進的なPCB技術を採用しています。
プリント基板の密度(PCB)が8層板を超えると、HDIとして製造してきます。そのコストは伝統的な複雑のラミネートより低くなります。そして、高密度多層基板(HDI)はパッケージ技術の使用をメリットがあります。高密度多層基板(HDI)の電気性能と信号正確性は伝統的なプリント基板より高い。それに、高密度多層基板(HDI)は無線周波数干渉、電磁波干渉、静電気放出、熱伝導などに対してがより良い改善をもたらす。
高密度多層基板(HDI)の特徴：
1. 配線可能面積を増やし、配線密度を高める。
2. 絶縁媒体の厚みを減らし、プリント基板全体の厚みと重量を減らします。
3. ワイヤー相互接続の長さを短くし、電気信号の干渉と損失を減らします。
4. ビア穴の厚さが比較的小さいため、相互接続の信頼性が向上します。
5. ビア穴の構造設計が便利で設計自由度が大きく、設計効率が向上になります。
高密度多層基板(HDI)の主の応用につき、最初は携帯電話としてに発展しています、機能携帯電話の形態がスマホに変わって市場を拡大し、性能を向上させます。現在の高密度多層基板(HDI)にはスマホ以外の電子設備を使用されます、例えば、ノート型パソコンとタブレットコンピュータ、自動車電子品、航空宇宙、医療装置、装着可能な電子機器、ロボット、スマート機器などです。

Question 9

今日はリジットフレキシプル基板(Rigid Flex board)の目的を応用を紹介いたします。

Accepted Answer

リジットフレキシブル基板(RFPCB)はリジット基板(PWB)とフレキシブル基板(FPC)を圧着しています、構造が緊密であります。金属化孔で電気的に接続された特殊なフレキ基板(FPC)を形成する。高密度、細線、小口径、小型、軽量、高信頼性を特徴としており、振動、衝撃、湿気の多い環境下でも安定した性能を発揮します。
リジットフレキシブル基板(RFPCB)は曲げることができ、立体的に取り付けられ、設置スペースを有効に利用して、、デジタルカメラ、携帯電話などの持ち運び可能なデジタルカメラに広く応用されています。
リジットフレキシブル基板(RFPCB)の利点は
1. コネクターの使用とホットバーボンディング(HotBar)のプロセスする手間を省くことができます。
2. リジットフレキシブル基板(RFPCB)信号伝達の距離が短くなり、速度が高くなり、信頼性が改善されます。
3. 産品の組立を簡素化し、組立の労働時間を節約します。
リジットフレキシブル基板(RFPCB)の欠点:
1. その一つは、値段から見ると「リジットフレキシブル基板(RFPCB)」の値段は単純に「フレキ基板(FPC)+リジット基板(PWB)」の値段より高い。しかし、コネクターの価額とホットバーボンディング(HotBar)の費用を加えて、その価格は同じになる傾向があります。
2. その二つは、SMTの実装と炉を通過するとき、フレキシブル基板(FPC)の部分をサポートするためにトレーを使用する必要があり、さらに、SMTの組み立て費用が増加しています。

Question 10

そして、アルミ基板とは何ですか？その応用は？

Accepted Answer

アルミ基板(MＣPCB)は特別な金属ベースの被覆銅板ひとつであり、アルミ基板(MＣPCB)は良好な熱伝導性、電気絶縁性、機械加工性が備えています。そして、アルミ基板(MＣPCB)は温度を下げ、製品の電力密度と信頼性を高め、製品の寿命を延ばすことができます。
アルミ基板(MＣPCB)は体積を縮める、ハードウェア及び組立コストを低減できます。アルミ基板(MＣPCB)は金属回線板材料の一種であり、銅箔、熱伝導絶縁層及び金属基板からなり、その構造は三層に、線路層、絶縁層、基層に分けられます。
アルミ基板(MＣPCB)の型番、主は三種に分けられます。型番1050：純度99.5％のアルミ、型番5052：マグネシウムの成分約2.2～2.8％、型番6061：マグネシウムの成分約0.8～1.2％。アルミ基板(MＣPCB)はよく5052を使用しております、この合金は良い成形加工性能、耐腐食性、耐久性があります。
アルミ基板(MＣPCB)は下記のような独特のメリットがあります：RoHsの要求に適合しています。SMTプロセスに適しています。続いて、アルミ基板(MＣPCB)の主な用途は、高温の電気製品や放熱に必要なもの、例えばLED、高電力の電灯などです。また、電源設備、音信設備、自動車などの応用があります。
アルミ基板(MＣPCB)にするテストはオープン/ショット及び耐電圧試験であり、照明器具類はヨーロッパ規定が明確に規定されているので、照明器具類の耐電圧要求があり、耐電圧試験は弊社で100%行います。

基板知識