増幅された利点: ウルトラHDI導体を用いたフレキシブル回路

時には2 + 2が4にならないこともあります。2つの技術の組み合わせが、それぞれの利点を大幅に増幅させることがあります。柔軟な材料と超高密度インターコネクト（ultra-HDI）の特徴サイズ、具体的には50マイクロン未満のトレースとスペースを使用し、実際には現在、従来のプリント基板製造装置を使用して、アメリカ合衆国で20マイクロンのトレースとスペースが製造されています。

柔軟な回路構造を使用する利点は何ですか？

• パッケージングの問題を解決します：材料は曲がったり折りたたまれたりして角を回り、3軸接続を提供し、個別の部品がありません。電子部品や機能要素を製品内の最適な位置に配置し、柔軟な回路を曲げたり、折りたたんだり、形成して接続を行うことができます。ここで想像力が試されます！
• 必要なスペースと重量の削減： フレキシブル回路は、かさばるワイヤーやはんだ接続を排除でき、コンポーネントと構造によっては、重量とスペースを最大60%削減でき、パッケージサイズを大幅に縮小します。 フレックス素材は、従来の硬質ボードソリューションよりも低いプロファイルを提供します。
• 生体適合性： ポリイミド材料は生体適合性に優れた選択肢であり、その理由で医療用途やウェアラブル用途に定期的に使用されています。 先進技術により、銅導体を金導体に置き換えることで、完全に生体適合性のあるオプションを提供できます。
• 組み立てコストの削減： かさばるワイヤーやケーブルを置き換えることで、配線を削減または排除します。 これにより、組み立て労働コストだけでなく、ワイヤーのコスト、複数の購入注文の生成コスト、受領と検査、およびキッティングのコストも削減されます。 
• 動的なフレキシングを容易にする： 適切に設計されたフレキシブル回路は、何百万回ものフレックスに耐えることができます。ディスクドライブは、数千万～数億回のフレックスサイクルがある一般的な例です。 もう一つの良い例は、私たちのラップトップのヒンジです。 これらのフレックスは、コンピューターの寿命を通じて数万回のフレックスに耐えることができます。
• 熱管理：ポリイミド材料は高熱アプリケーションに耐えることができ、薄いポリイミドは厚く、熱伝導性の低い材料よりも熱をはるかによく散逸させます。

ウルトラHDIの利点は何ですか？

まず、これは比較的新しい用語であるため、IPCの最近設立された作業グループによるウルトラHDIの定義は、以下のいずれか1つ以上のパラメーターを含む設計です：

• 線幅が50マイクロン以下
• スペーシングが50マイクロン以下
• 誘電体の厚さが50マイクロン以下
• マイクロビアの直径が75マイクロン以下

ウルトラHDIは現在、回路トレースとスペースが20マイクロンまでタイトなPCB製造業者によって提供されており、12.5マイクロンが今年後半には利用可能になると予想されています。 

12.5マイクロンまで境界を押し広げなくても、25マイクロンのトレースとスペースを使用することにはいくつかの利点があります：

• 現在の最先端技術と比較して、劇的なサイズと重量の削減。
• 層数、マイクロビア、および積層サイクルの削減により、信頼性が向上。
• 全ての線幅に対して、15ミクロン以上での締まった間隔とインピーダンス制御（
• 金属トレースのアスペクト比が1:1を超える – 信号整合性の向上のため
• RF性能は、従来の減算エッチングプロセスよりも優れています。
• 特に複雑で高性能なボードの場合、コスト削減。

2 + 2が常に4とは限らない

技術の最初の2〜3の利点を見ただけでも、重複する利点が見えます。柔軟な材料はパッケージングの問題を解決し、サイズと重量を大幅に削減します。ウルトラHDI技術も同様の利点があります。75ミクロンのトレースから25ミクロンのトレースへの移行により、プリント基板設計者は柔軟な基板の全体サイズを大幅に削減するか、接続を行うために必要なルーティング層の数を減らすことができます。

柔軟な材料とウルトラHDIの特徴サイズを組み合わせ、従来の剛性材料を減算エッチ技術で作成された回路トレースとスペースに置き換えることで、サイズと重量に対する顕著な利点を想像することは、決して想像の範囲を超えることではありません。

ボーナス：Ultra-HDI機能を作成するためにA-SAP™プロセスが選択された場合、このプロセスはすべての銅をエッチングで除去し、導体パターンを作成するために金属を追加することによって行われます。ポリイミドおよびLCP材料は、生体適合性の理由からしばしば選択されます。A-SAP™は、銅とニッケルをプロセスから完全に排除し、金その他の貴金属で導体パターンを作成することができ、独自の生体適合性ソリューションを提供します。

これらの超高密度配線技術は、PCB設計者が複雑な設計課題を解決する方法を変えています。SAPプロセスについてもっと学びたい場合は、以前のブログをいくつか参照してください。私たちは基本からSAP処理について説明し、最近ではプリント基板のスタックアップに関連するトップの質問を見てきました。また、BGAエスケープ領域でのこれらの超高密度回路トレース幅と、ルーティングフィールドでのより広いトレースの使用可能性を探求しました。その利点は回路層の削減であり、懸念事項は50オームのインピーダンスを維持することです。エリック・ボガティンは最近、この利点と懸念を分析したホワイトペーパーを発表しました。

Ultra-HDIやフレキシブル回路技術に関するご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください！