エレクトロニクス分野の急速な発展は依然として、設計および機能面の限界に挑み続けており、フレキシブルプリント基板（FPC）現代技術において重要な要素へと成長してきた。FPC は、薄型・軽量・高い柔軟性が求められる用途で大量に使用されており、これらの特性こそが FPC の高い性能を支える要因となっている。適用される銅箔の種類としては、圧延焼鈍銅箔（RA）と電解銅箔（ED）から選択することになる。これら二つの材料はそれぞれ独自の特性を有しており、最終製品の耐久性、柔軟性、価格に影響を与えるため、その違いと用途を理解することが不可欠である。本稿では、柔軟配線設計において十分な判断ができるよう、RA 銅箔と ED 銅箔について詳細に論じる。
RA 銅箔
生産工程と特性
RA銅箔の製造は、銅インゴットを圧延および焼鈍することによって行われ、所定の厚さを得るために、圧力と加熱を繰り返し加えます。この機械的プロセスにより等軸晶構造が形成され、この結晶構造によって延性と箔の平滑性が向上し、非常に柔軟になります。
用途と利点
優れた柔軟性RA銅は優れた柔軟性と疲労強度を備えており、回路が曲がったりねじれたりしても断線せずに保たれなければならない動的な用途において有用です。これは、折りたたみ式スマートフォン、ウェアラブルデバイス、および継続的な動きにさらされるその他の電子製品などの機器において重要です。
表面平滑性と熱安定性：RA銅は表面が非常に滑らかであるため、接着性と信号品質において大きな利点があり、損失を最小限に抑えることができます高周波回路さらに、これは耐熱性に優れているため、高温や、多数の熱サイクルが加わる高価格の用途にも使用することができます。
電解銅箔
製造工程と特性
一方、ED 銅箔は、回転ドラム上に銅イオンを電着させる電解めっきによって製造され、柱状結晶構造をもつ層が形成されます。これは効率的でコストパフォーマンスに優れたプロセスであり、柔軟性は低いものの、高い導電性を有する銅箔を生産します。
アプリケーションと利点
費用対効果ED銅の生産は、製造の容易さとスケーラビリティにより、特に大規模に使用される場合にコスト効率の高いソリューションです。予算が主な懸念事項となるプロジェクトにおいて、その適用は特に適しています。
接着強度および機械的特性：ED 銅箔は RA 銅に比べて柔軟性は劣りますが、その粗い表面により高い接着率が得られ、基板への良好な密着が不可欠な用途においては利点となります。主に、回路があまり曲げられない静的な用途に最も適しています。
RA 対 ED 銅箔
機械の性能と柔軟性
RA または ED 銅は、通常、必要とされる柔軟性によって判断できます。
RA銅:RA銅は、5mmの曲げ半径で100万回以上の屈曲サイクルに耐えることができる点で、他の金属よりも優れた耐久性を持っています。この特性により、高い柔軟性と曲げに対する復元性が求められるプロジェクトにおいて最適な材料となります。そのため、フレックスダイナミック用途における最良の選択肢となるはずです。
EDコッパーED銅はそれほど柔軟ではありませんが、頻繁な屈曲が不要な固定用途の場合には適しています。同じ曲げ半径であれば、通常は1,000回を超える屈曲サイクルの高温環境にも耐えることができます。
コスト面の考慮事項
2つの材料のどちらを選ぶかを決定する際、コストは主要な決定要因の1つです。
ED銅:高い生産効率によってコストパフォーマンスに優れているため，性能要件がそれほど厳しくないローエンド製造に適しています。
RA銅：RA銅はより高価ですが、機械的安定性が優先され、故障や保守の減少による長期的なコスト削減が見込める状況では、その投資は正当化できます。
表面特性と信号完全性
RA銅:RA銅は表面が滑らかで、～を低減します信号損失これは、高周波および高精度が要求されるRFおよびマイクロ波回路の用途において不可欠である。
EDコッパー高周波の状況では、ED銅は表面が粗く接着性が高いため、RA銅との併用には適さない場合があります。これは信号劣化を引き起こすため、望ましくないことがあります。
アプリケーションの適合性
各種の銅の適合性は、その用途における特定の機械的および環境的要件に対して適切である場合がある。
ED 銅:定置型アプリケーションで使用可能であり、例えば自動車用照明システム、コスト効率と動きの少なさが重要な要素となる、簡易な電子機器や広告・ディスプレイ分野。
RA銅モバイル機器、航空宇宙技術などの動的で高ストレスな用途に適しています医療機器高い機械的強度と高周波動作が要求される用途。
RA 銅箔と ED 銅箔の選択は、フレキシブルプリント基板（FPC）の設計において、その性能、信頼性、およびコストに大きな影響を与える極めて重要な選択です。RA 銅は非常に柔軟で熱的に安定していることで長年知られており、そのためウェアラブル技術や折りたたみ式デバイスのような動的な用途に使用されています。一方、非動作環境における ED 銅の安価さと安定性は、予算が限られており機械的要求が低いプロジェクトへの適用性を前提づける要因となっています。これらの違いに関する知識により、設計者やエンジニアは特定の用途に合わせて材料選定を行うことが可能になります。
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役立つリソース
•フレキシブルPCBとその実装技術
•RFおよびマイクロ波PCB設計のガイドライン
•PCB材料
•自動車用PCBの特性と設計上の考慮事項
•フレキシブルおよびフレックスリジッドプリント基板の用途
