PCBワールドより
3 高い熱と熱放散の要件
電子機器の小型化、高機能化、高発熱化に伴い、電子機器の熱管理に対する要求はますます高まっており、その解決策の一つとして熱伝導性プリント基板の開発が選択されています。耐熱性と放熱性を備えたプリント基板の第一条件は、基板の耐熱性と放熱性です。現在、基材の改良やフィラーの添加により耐熱性や放熱性はある程度向上していますが、熱伝導率の向上には限界があります。通常、加熱コンポーネントの熱を放散するために金属基板 (IMS) またはメタル コア プリント基板が使用され、従来のラジエーターやファンによる冷却と比較して体積とコストが削減されます。
アルミニウムは非常に魅力的な素材です。資源が豊富でコストが安く、熱伝導率や強度が高く、環境に優しい素材です。現在、ほとんどの金属基板または金属コアは金属アルミニウムです。アルミニウムベースの回路基板の利点は、シンプルで経済的、信頼性の高い電子接続、高い熱伝導率と強度、はんだフリーおよび鉛フリーの環境保護などであり、消費者製品から自動車、軍事製品まで設計および適用できます。そして航空宇宙。金属基板の熱伝導性と耐熱性には疑いの余地がありません。鍵となるのは、金属板と回路層の間の絶縁性接着剤の性能です。
現在、熱管理の原動力は LED に集中しています。LED の入力電力のほぼ 80% が熱に変換されます。したがって、LED の熱管理の問題は非常に重要視されており、LED 基板の熱放散に焦点が当てられています。高耐熱性と環境に優しい放熱絶縁層材料の組成は、高輝度LED照明市場への参入の基礎を築きます。
4 フレキシブルエレクトロニクスおよびプリンテッドエレクトロニクスおよびその他の要件
4.1 フレキシブルボードの要件
電子機器の小型化、薄型化により、必然的にフレキシブルプリント基板（FPCB）やリジッドフレックスプリント基板（R-FPCB）が大量に使用されるようになります。世界のFPCB市場は現在約130億米ドルと推定されており、年間成長率はリジッドPCBよりも高いと予想されています。
アプリケーションの拡大に伴い、数の増加に加えて、多くの新しいパフォーマンス要件も発生します。ポリイミドフィルムは無色透明、白、黒、黄色があり、高い耐熱性と低いCTE特性を備えており、さまざまなシーンに適しています。コスト効率の高いポリエステルフィルム基材も市販されています。エンドユーザーの絶え間なく変化する要件を満たすために、高弾性、寸法安定性、フィルム表面品質、フィルムの光電結合と耐環境性などの新たな性能課題が含まれています。
FPCB およびリジッド HDI ボードは、高速および高周波信号伝送の要件を満たさなければなりません。フレキシブル基板の誘電率や誘電損失にも注意が必要です。ポリテトラフルオロエチレンおよび先進的なポリイミド基板を使用して柔軟性を形成できます。回路。ポリイミド樹脂に無機粉末と炭素繊維フィラーを添加することにより、三層構造のフレキシブルな熱伝導性基板を製造できます。使用される無機フィラーは、窒化アルミニウム (AlN)、酸化アルミニウム (Al2O3)、六方晶窒化ホウ素 (HBN) です。基板の熱伝導率は1.51W/mKで、耐電圧2.5kV、180度曲げ試験にも耐えられます。
スマートフォン、ウェアラブルデバイス、医療機器、ロボットなどのFPCBアプリケーション市場では、FPCBの性能構造に対する新たな要件が提示され、新しいFPCB製品が開発されています。極薄フレキシブル多層基板などの4層FPCBは、従来の0.4mmから約0.2mmまで小型化されます。低Dk、低Dfのポリイミド基板を使用した高速伝送フレキシブル基板で、伝送速度要件5Gbpsに達します。大電力・大電流回路のニーズに応えるため、100μm以上の導体を使用したパワーフレキシブル基板です。高放熱性金属ベースフレキシブル基板は、金属板基板を部分的に使用したR-FPCBです。触覚フレキシブルボードは圧力を感知します。膜と電極は2枚のポリイミドフィルムの間に挟まれて、フレキシブル触覚センサーを形成します。伸縮可能なフレキシブル基板またはリジッドフレックス基板。フレキシブル基板はエラストマーであり、金属線パターンの形状は伸縮可能なように改良されている。もちろん、これらの特殊な FPCB には従来とは異なる基板が必要です。
4.2 プリンテッドエレクトロニクスの要件
プリンテッド エレクトロニクスは近年勢いを増しており、2020 年代半ばまでにプリンテッド エレクトロニクスの市場は 3,000 億ドルを超えると予測されています。プリント回路産業へのプリント エレクトロニクス技術の応用は、プリント回路技術の一部であり、業界のコンセンサスとなっています。プリンテッド エレクトロニクス技術は FPCB に最も近い技術です。現在、PCB メーカーはプリンテッド エレクトロニクスに投資しています。彼らはフレキシブル基板から始めて、プリント回路基板 (PCB) をプリント電子回路 (PEC) に置き換えました。現在、基材やインク材料は数多くあり、性能やコストの面でブレークスルーがあれば広く使われることになるでしょう。PCB メーカーはこの機会を逃してはなりません。
プリンテッド エレクトロニクスの現在の主な用途は、ロール状に印刷できる低コストの無線周波数識別 (RFID) タグの製造です。その可能性は、印刷ディスプレイ、照明、有機太陽光発電の分野にあります。ウェアラブル技術市場は現在、新興市場として好調です。スマート衣類やスマートスポーツグラス、活動量モニター、睡眠センサー、スマートウォッチ、強化されたリアルなヘッドセット、ナビゲーションコンパスなどのウェアラブルテクノロジーのさまざまな製品。ウェアラブルテクノロジーデバイスにはフレキシブル電子回路が不可欠であり、フレキシブルな電子回路の開発が促進されます。プリントされた電子回路。
プリンテッド エレクトロニクス技術の重要な側面は、基板や機能性インクなどの材料です。フレキシブル基板は、既存の FPCB だけでなく、より高性能な基板にも適しています。現在、セラミックスと高分子樹脂を混合した高誘電率基板材料や、高温基板、低温基板、無色透明基板などがあります。、黄色基材など。
4 フレキシブルエレクトロニクスおよびプリンテッドエレクトロニクスおよびその他の要件
4.1 フレキシブルボードの要件
電子機器の小型化、薄型化により、必然的にフレキシブルプリント基板（FPCB）やリジッドフレックスプリント基板（R-FPCB）が大量に使用されるようになります。世界のFPCB市場は現在約130億米ドルと推定されており、年間成長率はリジッドPCBよりも高いと予想されています。
アプリケーションの拡大に伴い、数の増加に加えて、多くの新しいパフォーマンス要件も発生します。ポリイミドフィルムは無色透明、白、黒、黄色があり、高い耐熱性と低いCTE特性を備えており、さまざまなシーンに適しています。コスト効率の高いポリエステルフィルム基材も市販されています。エンドユーザーの絶え間なく変化する要件を満たすために、高弾性、寸法安定性、フィルム表面品質、フィルムの光電結合と耐環境性などの新たな性能課題が含まれています。
FPCB およびリジッド HDI ボードは、高速および高周波信号伝送の要件を満たさなければなりません。フレキシブル基板の誘電率や誘電損失にも注意が必要です。ポリテトラフルオロエチレンおよび先進的なポリイミド基板を使用して柔軟性を形成できます。回路。ポリイミド樹脂に無機粉末と炭素繊維フィラーを添加することにより、三層構造のフレキシブルな熱伝導性基板を製造できます。使用される無機フィラーは、窒化アルミニウム (AlN)、酸化アルミニウム (Al2O3)、六方晶窒化ホウ素 (HBN) です。基板の熱伝導率は1.51W/mKで、耐電圧2.5kV、180度曲げ試験にも耐えられます。
スマートフォン、ウェアラブルデバイス、医療機器、ロボットなどのFPCBアプリケーション市場では、FPCBの性能構造に対する新たな要件が提示され、新しいFPCB製品が開発されています。極薄フレキシブル多層基板などの4層FPCBは、従来の0.4mmから約0.2mmまで小型化されます。低Dk、低Dfのポリイミド基板を使用した高速伝送フレキシブル基板で、伝送速度要件5Gbpsに達します。大電力・大電流回路のニーズに応えるため、100μm以上の導体を使用したパワーフレキシブル基板です。高放熱性金属ベースフレキシブル基板は、金属板基板を部分的に使用したR-FPCBです。触覚フレキシブルボードは圧力を感知します。膜と電極は2枚のポリイミドフィルムの間に挟まれて、フレキシブル触覚センサーを形成します。伸縮可能なフレキシブル基板またはリジッドフレックス基板であって、フレキシブル基板はエラストマーであり、金属線パターンの形状を伸縮可能なように改良したものである。もちろん、これらの特殊な FPCB には従来とは異なる基板が必要です。
4.2 プリンテッドエレクトロニクスの要件
プリンテッド エレクトロニクスは近年勢いを増しており、2020 年代半ばまでにプリンテッド エレクトロニクスの市場は 3,000 億ドルを超えると予測されています。プリント回路産業へのプリント エレクトロニクス技術の応用は、プリント回路技術の一部であり、業界のコンセンサスとなっています。プリンテッド エレクトロニクス技術は FPCB に最も近い技術です。現在、PCB メーカーはプリンテッド エレクトロニクスに投資しています。彼らはフレキシブル基板から始めて、プリント回路基板 (PCB) をプリント電子回路 (PEC) に置き換えました。現在、基材やインク材料は数多くあり、性能やコストの面でブレークスルーがあれば広く使われることになるでしょう。PCB メーカーはこの機会を逃してはなりません。
プリンテッド エレクトロニクスの現在の主な用途は、ロール状に印刷できる低コストの無線周波数識別 (RFID) タグの製造です。その可能性は、印刷ディスプレイ、照明、有機太陽光発電の分野にあります。ウェアラブル技術市場は現在、好調な市場が出現しています。スマート衣類やスマートスポーツグラス、活動量モニター、睡眠センサー、スマートウォッチ、強化されたリアルなヘッドセット、ナビゲーションコンパスなどのウェアラブルテクノロジーのさまざまな製品。ウェアラブルテクノロジーデバイスにはフレキシブル電子回路が不可欠であり、フレキシブルな電子回路の開発が促進されます。プリントされた電子回路。
プリンテッド エレクトロニクス技術の重要な側面は、基板や機能性インクなどの材料です。フレキシブル基板は、既存の FPCB だけでなく、より高性能な基板にも適しています。現在、セラミックスと高分子樹脂を混合した高誘電率基板材料のほか、高温基板、低温基板、無色透明基板、イエロー基板などがあります。