リジッドフレキシブル基板は、リジッドPCBの耐久性とフレキシブルPCBの適応性を組み合わせた新しいタイプのプリント回路基板です。これは、1つ以上のリジッド領域と1つ以上のフレキシブル領域を含む単一のプリント基板を指します。リジッドフレキシブル基板を使用することで、設計におけるハード基板、コネクタ、フレキシブル基板の組み合わせを置き換えることができます。リジッドフレキシブルPCBは、リジッドPCBの耐久性とフレキシブルPCBの適応性の両方を備えた新しいタイプのプリント回路基板です。すべてのタイプのPCBの中で、リジッドフレキシブル基板は過酷な使用環境に最も耐性があり、医療および軍事機器メーカーに好まれています。中国の企業は、総生産量に占めるリジッドフレキシブルPCBの割合を徐々に増やしています。

リジッドフレキシブルプリント回路基板は、スペースを削減し、製品が過酷な条件に耐えることを可能にするのに役立ちます。また、コスト効率も優れています。

リジッドフレキシブル形式では、より少ない相互接続セグメントを使用して、より多くの課題に対応できます。そのため、リジッドフレキシブルPCBは多くの設計上の問題に対する非常に柔軟なソリューションです。補聴器から暗視ミラーまで、さまざまな業界に適しています。

リジッドフレキシブル基板は主に航空宇宙用途で使用されており、高性能機載兵器ナビゲーションシステムやセンサー、および自動車レーダー、携帯電話カメラ、デジタルカメラ（熱画像装置を含む）、医療機器（内視鏡など）、光ファイバー伝送、ポータブルATM端末、デジタルカメラ、ポータブルカメラ、高品質MP3プレーヤーなどに使用されています。最も一般的には軍用機や医療機器に使用されています。リジッドフレキシブル基板は、接続信頼性の向上と重量の削減により、軍用機の設計に大きなメリットをもたらします。全体の体積が小さくなるという利点も注目に値します。

リジッドフレキシブル基板のコストは従来のリジッドPCBよりも高いですが、多くのプロジェクトにとって理想的なソリューションを提供します。複数のPCB接続デバイスの代わりにフレキシブル基板を相互接続に使用することは、スペースと重量を削減する鍵であり、多くの設計にとって不可欠です。

リジッドフレキシブルPCBは、リジッドPCBとフレキシブルPCBの両方の利点を組み合わせ、機械的強度を維持しながら、曲げ、折りたたみ、複雑な3D構造への適合を可能にします。主な特性は以下の通りです：

1. 柔軟でコンパクトな設計： 三次元実装を可能にし、スペースを最適化し、完成品の全体的なサイズを削減します。

2. 構造的サポート： リジッド基板の強度を提供し、部品と全体的なアセンブリをサポートします。

3. 軽量でスリム： 小型フォームファクタにより重量と厚さを削減し、コンパクトな電子機器に最適です。

4. 高い組立信頼性： 製造歩留まりと長期的な動作安定性を向上させます。

5. 優れた電気的性能： 優れた誘電特性、耐熱性、信号整合性。

6. 特殊な製造： 複雑な生産プロセスと高い初期コスト。損傷した基板は修理できません。

リジッドフレキシブルPCBは、コンパクトなサイズ、信頼性、3D統合が重要な先進的な電子機器、例えばHDカメラ、医療機器、航空宇宙機器、家電に最適です。

リジッドフレキシブルPCBは、リジッド回路基板（FR4）とフレキシブル回路基板（FCCL）を接着剤で構成した製品です。

フレキシブル基板は薄くて柔軟です。一般的に接着剤付き基材と接着剤なし基材に分けられます。

接着剤付き材料：銅箔＋接着剤層＋基材

低価格、良好な寸法安定性、銅シートと媒体間の良好な密着性という利点があります。多様な樹脂組成のため、耐熱性は一般的で、層間剥離しやすいです。

接着剤なし材料：銅箔＋基材

高価格、単一樹脂、良好な熱安定性、高信頼性ですが、銅皮の密着性はやや劣ります。

圧延焼鈍銅箔（RA）と電解銅箔（ED）に分けられます。圧延銅箔の屈曲特性は電解銅箔よりも優れており、屈曲に対する要求が厳しい製品に主に使用されます。電解銅箔は微細回路の生産に有利で、柔軟性への要求が低い製品に使用されます。

導電層：

RA銅：圧延焼鈍銅（9μm～12μm/17.5μm～35μm/70μm）。高い屈曲寿命、良好な成形特性。圧延銅の結晶構造は滑らかですが、基材への密着性は劣ります。

ED銅：電着銅（17.5μm/35μm/70μm）。よりコスト効率が高い。電解銅の粗い結晶構造は微細回路の歩留まりに不利です。

銀インク：最もコスト効率が高いが、電気的特性は劣ります。最も頻繁にシールドとして、または銅層間の接続を作るために使用されます。

RA銅とED銅の推奨使用例

ポリイミド（PI）、ポリエステル（PET）、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）に分類される

ポリイミド（PI）：Kapton TM（125um/ 20um/ 25um/ 50 μm/ 75um）

優れた耐高温性、最大260℃、20秒の浸漬はんだ耐性、高い絶縁耐力、良好な電気的および機械的強度を有するが、吸湿しやすい。FPCの一般的な基材である

ポリエステル（PET）：（25um / 50 μ M / 75um）

多くの特性はポリイミドと類似しているが、耐熱性が低く、室温でのみ使用可能。

ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）：低誘電率の高周波製品にのみ使用

カバーレイ：2 milから5 mil（12.7～127um）のカバー層

カバーフィルムはリジッド回路基板のソルダーレジストインクに相当し、はんだ耐性の役割を果たす。カバーフィルムは接着剤+PIで構成されている。

接着材料：

フレキシブル基板とリジッド基板間の接着部分は、主にノーフロー（低流動）プリプレグを積層に使用する。その低樹脂流動特性により、ソフト-リジッド遷移領域を大幅に支援し、樹脂の溢出による遷移領域での手直しや機能への影響を防ぐ。

FPC材料- 2層FCCLの状態

FPC材料-3層FCCLの状態

FPC材料- カバーレイ層の状態

カバーレイ特性の比較

多層リジッドフレキシブル基板構造の概略図：

リジッドフレキシブルサンプルプロジェクト

リジッドPCBとフレキシブルPCB基板の間には、回路設計において多くの違いがある

フレキシブル領域におけるライン設計要件

ラインの急激な拡大や縮小を避けるため、太線と細線間のティア形状を使用する

鋭角を避けるため、滑らかな角度を使用することを推奨

構造はリジッドフレキシブル設計において最も重要な要素である。プロセスをシンプルかつ信頼性の高いものにし、低コストと適用性の目標を達成する必要がある

1. 厚さはできるだけ薄くする必要があり、材料の種類を減らさなければならない。厚すぎるリジッドフレキシブルは、厚いアセンブリ製品の小型化に悪影響を及ぼすだけでなく、製造プロセス（特にプレスフィット）に不便をもたらす。さらに、リジッドフレキシブル材料には銅箔、ポリイミドフィルム、アクリル接着剤が含まれる。熱膨張係数の違いにより、熱衝撃後の層間密着性に注意を払う必要がある。

2. 曲げ点の応力防止。フレキシブル基板とリジッド基板間の接触エッジの応力を低減したり、熱圧着プロセスで補強したりするだけでなく、曲げ点を避けることが望ましい。

3. 耐主衝撃性を考慮し、配線配置は耐折り曲げ性の要件を満たす必要がある。製品が高振動環境で使用される場合、事前に調査する必要がある。

4. 製造プロセスの面では、プロセスで発生する可能性のある問題を予見し、プロセスを簡素化してコストを削減し歩留まりを向上させる。