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【JLCPCB】JLCPCBで透明フレキシブル基板(FPC)の製造が出来るように!PCBAを利用する際の製造にかかるコストや追加料金などについて!

フレキシブル基板(FPC)は、薄くて軽く、筐体の曲面に沿わせたり狭いスペースを通したり出来るため、小型ガジェットやウェアラブル機器などで使われているのをよく見かけます。

JLCPCBでは、このような通常のFPC基板の製造には以前から対応していたので、私もこれまで何度か試したことがあります。

個人製作でこのような基板が作れるのは面白いですよね!

【電子工作 / PCB】フレキシブル基板(FPC)を使ったArduinoの製作!

そして最近、JLCPCBでは新たに透明タイプ(Transparent FPC)の製造にも対応したようです!(画像引用:JLCPCB)

透明な基材を使ったFPCは、LEDの光を透過させたい用途や、内部構造を見せるデザイン性の高いものなどに使うと面白そうですね!

この透明FPCですが、通常の単体基板として発注するのはJLCPCBでは比較的安価な価格で製造出来るのですが、パーツ実装サービス(PCBA)を利用する場合、高度なオプションを選択する必要があり、料金はそこそこ高額になってしまいます。

通常のFPCとは若干仕様が異なる部分があるため、実際に発注する際にはいくつか気を付けておきたいポイントがあるようです。
こちらでは、その観点を中心に備忘録的にまとめておきます。

【JLCPCB】透明フレキシブル基板(FPC)のPCBA製造にかかるコストや追加料金について!

JLCPCBで透明フレキシブル基板(Transparent FPC)の製造にも対応したということで、今後のテストも兼ねて何か製作してみたい・・・
ということで、以前製作したこちらの自作マクロパッドで試してみようと考えています。

【自作キーボード / JLCPCB】横長シンプルなマクロパッド『Keyno』を製作してみました!

既に製作が完了しているので動作確認済みの基板データは出来ているのですが、フレキシブル基板用にデータを一部修正しました。

曲線配線やティアドロップの使用、表面実装タイプのUSB端子への変更、また透明基板なので背面や内部の銅パターンなど全て透過されるため、見た目を重視してGNDベタを全て排除するなどしています。

JLCPCBのフレキシブル基板製造に関する許容値などは、こちらでまとめられているので設計時の参考になると思います。

参考 PCB Manufacturing & Assembly CapabilitiesJLCPCB

透明FPC基板を単体発注するのであれば、かなりお安く製造してもらうことが出来ます!

これまで自宅の作業環境でフレキシブル基板のパーツ実装(リフローでの実装)は何度かやったことがあるのですが、通常のFR-4を使った基板と比べ非常に薄く、高温での実装には不向きとなるなど(変形しやすい)、実装の難易度はかなり高くなってしまう印象です。

また透明FPCの場合、通常のFPC(約0.1mm厚)と比べ、厚みが0.24mmあるようなのである程度実装作業はやりやすいのかな?とは思いますが、実際に実物を手にしたことが無いため、何かしらでテスト発注してみよう・・・
そのようなことから上記基板で試してみることにしました!

そしてパーツ実装サービス(PCBA)を利用する方向で進めていたのですが、見積もり段階では分からない高度なオプション料金が発生するようですね!
具体的に見ていきます。

透明FPC基板製造に関わるオプション料金について

ここからがようやく今回の本題です!
フレキシブル基板の中で今回はより高額扱いとなる透明タイプ(Transparent)となり、さらにPCBAサービスの利用となることからある程度の金額は想定していましたが・・・

透明FPC基板単体であれば、この基板サイズのもので35ドル程度で製造してもらえるようです。
非常にお安いですね!

今回はさらにパーツの実装まで行ってもらう予定です。
エコノミックPCBAでは出来ない標準PCBA扱いとなるため、見積もり価格は約170ドルとなりました。

この価格に納得し発注してみたのですが、透明FPCのPCBAではこの見積もりには反映されていない高度なオプションに対する追加料金が発生するようです!


【追記】
SNSでコメントを頂いたので、「PCB組み立て治具料金」についても追記しておきます。
ありがとうございます。

通常のプリント基板(FR-4)でPCBAを利用する場合、PCBアセンブリ治具に対する料金が発生することはあまり無いと思います。(基板の厚みによっては加算される場合があります)
FPCのPCBAでは、この「PCB組み立て治具」に対する料金が必要になるようです。

この項目は見積もり段階で料金に反映されるため、発注後に追加請求されるものではありませんが、コストに占める割合が大きいので、FPCでPCBAを行う際には前もって確認しておくべきポイントのひとつだと思います

参考 PCB ASSEMBLY FIXTURESJLCPCB

そして、以下は見積もり段階では料金に反映されず、発注後に追加請求として発生する項目についての説明になります。


エンジニアによるデータチェック後に、高度なオプションによる追加請求に関するメールが届きました。

オプションによる追加請求
  1. ベーキングコンポーネント使用による追加料金 $7.54
  2. 低温はんだペースト使用による高度なオプション料金 $78.57

これはPCBA発注の際に選択する、[詳細オプション]に関するものです。

①ベーキングコンポーネントの使用

一つ目の追加料金は、ベーキングコンポーネントが使われていることによるものです。

ベーキングコンポーネントとは、湿気を吸いやすい部品のことで、リフロー前に一定時間加熱して乾燥させる必要があるものだそうです。

JLCPCBのPCBA詳細オプション画面に [Bake Components] の項目があり、透明FPCのPCBAではデフォルトで [Yes] が選択されています。( [No] に変更することも可能です)

今回の基板では、RGB LEDのSK6812MINI-Eがこのベーキング部品に該当します。

特にLEDなどMSL(Moisture Sensitivity Level=湿度耐性)ランクが高い部品は、湿気を含んだままリフローすると内部で膨張し破損等の原因になるため、工場側で専用のベーキング工程(加熱で余分な湿気を除去)が追加されるようです。

データシートで確認すると、このパーツはMSL:5aとかなり高い値となり、吸湿後24時間以内にリフローする必要があるパーツに位置付けられているようです。

このベーキング工程に対して、約8ドルの追加料金が必要になるとのことでした。

この追加料金に関しては、オプションを外すこともでき、また通常のFR-4基板のPCBAでも同様に発生するものとなります。

②低温はんだペースト使用に対するオプション

次に高度なオプションに関する項目です。

透明FPC材料は200℃までの高温に耐える仕様となっているようですが、パーツの実装(PCBアセンブリ)には低温または中温(177°C)のはんだペーストの使用が推奨されています。

通常のFPCのPCBAでは、はんだペーストの種類を「高温」「中温」から選べます(デフォルトは高温設定)が、透明FPCの場合は低温(Low temp.)のみの選択となり、他の温度帯は選択出来なくなっています。
透明材料の熱特性や製造工程安定のため、低温ペーストでの実装が必須になるためです!

透明FPCのアセンブリには自動的にこの低温はんだペーストの使用が選択されるわけですが、このオプション(高度なオプションになります)に対する料金は見積もり段階では反映されないようです。

そのため、発注後さらにこのオプションに対する追加料金として、今回の基板の例では約80ドルの請求が発生したということになるようです。

必須オプションにも関わらず事前の見積もりに反映されないため(基板サイズ等により変わってくるからだと思いますが)、初めて透明FPCのPCBAを発注する場合は少し分かりにくく感じるところだと思います。

PCBAではトータルコストが分かりにくい

上記2つのオプションはいずれも、透明フレキシブル基板の製造において、製品の品質と信頼性を最高レベルで確保するために必要な工程とのことでした!

今回、JLCPCBのサポートの方と何度かやり取りをする中で、PCBA工程について学ぶことも多かったのですが、一方で高度なオプションが必要なケースや、今回のように自動的に適用されるオプションがある場合には、見積もり段階で最終的なトータルコストが把握しづらく、結果として想定していた以上にコストが高くなってしまうことがある点には注意が必要だと感じました。

これは透明FPCに限らず、通常のPCBA発注でも同様に起こり得ることです。

通常の基板発注では決済方法として後払いを選択できるため、サポートとのやり取りを経てオプション適用後の最終価格を確認してから決済に進めるのは安心できるポイントだと思います。

一方でPCBAの場合は後払いが選択できず、発注時点で決済が完了する仕組みになっているため、今回のように追加オプションが発生した際には後から別途請求が来るケースがあります。

特に、透明FPCのように特殊素材を使う場合や、MSLの高い部品によるベーキング工程など、自動的にオプションが付与されるケースでは、事前の見積もりだけでは最終的な総額を判断しづらく、結果的に「思っていたより高くなってしまった!」となりがちです。

PCBAを利用する際には、この点を踏まえて余裕をもった予算で進めたり、必要に応じて事前にサポートへ確認することが重要だなと今回改めて感じました。

最後に!

JLCPCBで透明FPC基板の製造が出来るようになったと知り、テスト的に一度試してみようかと考えています。

しかし、PCBAサービスも合わせて利用すると高度なオプションが必要となり、最終的なコストは想定よりもかなり高くなってしまうことも分かりました。(今回の基板だと最終的に約260ドルくらいになりそうです)

スポンサーとしてご支援頂いているJLCPCB様からは、「この金額でも全然問題ないので試してみては」と言って頂いたのですが・・・

透明FPCは、アイデア次第でユニークなプロジェクトに活かせそうで、今後のためにも一度は試してみたいなと考えていますが、PCBAサービスと併用すると個人の自作プロジェクトとしては少しハードルのある金額になってしまう印象です。

ただ、単体基板として発注するだけなら価格は非常に手頃なので、自宅の環境で実装出来るのであれば、今後いろんなアイデアにも気軽に活かしていけそうです!

自宅のリフロー環境でも問題なく実装出来るのか?といった部分の検証も含め、そして初めての発注となるので、単体基板&ステンシルという組み合わせでまずは試してみる方向で考えています。

透明FPC基板をJLCPCBで発注しようと考えている方の参考になれば幸いです。

また実際に発注して実物が届いた際には、あらためて感想なども追記したいと思います。

技術的なアドバイスを頂いたサポートさま、そして対応頂いたJLCPCB日本さま、ありがとうございました!

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