筆者について

Tara Dunn

Taraは、PCB技術者、設計者、製造業者、調達組織、およびプリント基板ユーザーとの共同作業を20年以上こなしてきた経験を持つ業界の専門家として認められています。専門分野は、フレキシブル、およびリジッドフレキシブル、付加テクノロジー、クイックターン プロジェクトです。業界トップクラスの事情通であり、運営している技術リファレンスサイトPCBadvisor.comを参照すれば、さまざまな話題を短時間で学ぶことができます。また、さまざまな業界イベントで講演者としてステージに立ち、雑誌『PCB007.com』にコラムを書き、Geek-a-palooza.comを主宰しています。彼女が経営するOmni PCB社は、即日対応の企業として知られ、リードタイム、テクノロジー、ボリュームという独自の仕様に基づいてプロジェクトを遂行できることで有名です。

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モックアップの力を決して侮ってはいけません モックアップの力を決して侮ってはいけません 1 min Blog 設計ソフトウェア内で 3Dモックアップを行う能力は、数え切れないほどの再設計やリビジョン変更を防いできた、非常に貴重なツールです。これは特に、 フレックス回路とリジッドフレックス回路の世界で強力です。回路が曲げられたり、折りたたまれたり、形成されることを意図している場合、ピン配置や向きに関して簡単に間違いを犯すことがあります。 設計ツール内でこれをモデル化する力がある前は、紙人形やマイラーの切り抜きが、フレックスやリジッドフレックスをモデル化するためによく使用されました。これらの技術は今日でも重要であり、複数の曲げや折りたたみを持つ複雑で高リスクな設計によく使用されます。このブログでは、いくつかの例を共有したいと思います。 このシナリオに共感できますか?複雑な設計に取り組んでおり、それは5つの積層されたシャーシで構成され、それぞれが3層のリジッドフレックスで接続されており、設置時には推奨される曲げ半径を超えることになります。設計自体が複雑なだけでなく、追加の課題もあります。まず、頭上スペースが限られており、設置が困難であり、その上、これは宇宙アプリケーションであり、長期的な信頼性が求められます。これは決して理想的な状況ではありません。リジッドフレックスが接続されたら、トラブルシューティングに戻る機会はありません。では、経験豊富な業界のベテランはどうするのでしょうか?彼らはまず、設計ツール内で3Dモデリングを行い、さらに保険として、ファブリケーターにリジッドフレックスのモックアップを提供してもらい、最終的な設置前にピンアウトと機能が正しいことを完全に確認するために、時間と追加費用を考慮に入れます。 この問題にはいくつかのアプローチ方法があります。この特定の状況では、リジッドフレックス製造業者は、曲げ半径の違反があっても設計が成功することを確実にするために、正確な材料セットでモックアップを作成しました。最終製品が受け取られたとき、高信頼性環境での成功が期待され、積層シャーシ接続を分解してトラブルシューティングする必要がないだろうと、皆が合理的に確信していました。時間とお金がよく使われました! すべての例がこれほど複雑なわけではありません。最近私に共有された例の一つは、実際にはいわゆる「戦争物語」のようなものでした。つまり、その最中には信じられないほどストレスが溜まるような話ですが、後でイベントや解決に必要だった英雄的な努力を思い出すと、何時間も楽しめるような話です。この場合、ユニット内に10枚のフレックスがあり、すべてが曲がったり、折りたたまれたり、何らかの方法でパッケージングに適応していました。はい、あなたは思うかもしれません、これはフレックスが設計ツールボックスで重要なツールである理由です。しかし、これらの10シリーズを管理することは、複雑な設計作業であることが証明されました。ピンアウト、曲げ半径、サービスループなどは、このレベルの複雑さではさらに難しくなります。あるプログラムマネージャーはついに手を挙げ、すべてのフレックスを10インチ増やして、必要に応じてすべてが適切にフィットし形成されるように求めました。 わかります、もう一つの「戦争物語」の共通の特徴は、振り返ってみると常に後知恵が完璧に明らかになることです。過去の過ちがいかに簡単に防げたかが見えてきます。しかし、その瞬間の熱中ではまったく異なる話です。その決定の現実は、インストール中に至る所にフレックス「ループ」が存在し、 理解することが不可能に近いほど極めて難しかったです。後知恵が明らかになったとしても、モデリングを行わずに各フレックスに10インチを追加するのは、設計のコストをかなり増加させ、組み立てにも大きな複雑さを加えた、軽率な決定でした。そして、結局のところ、それでもうまく相互接続されませんでした。 最近、私はフレックスの「戦争物語」について調査していましたが、モックアップの力と価値が明確で共通のテーマであることがわかりました。多くの場合、使用中のフレックスの3Dシミュレーションは、ピン配置、曲げ半径などが最終的にどのように実現されるかを理解するのに非常に貴重でした。さらに、複雑で高いリスクを伴う設計において、古典的なマイラーまたは紙人形のモックアップがまだ使用されていることを聞いて興味深かったです。特定の状況では、製造業者にモックアップを作成してもらうために時間とお金を費やすことが、費やした時間とお金よりもはるかに大きなリターンを生み出します。他の場合では、単に紙のモックアップを作成し、そのフレックスがどのように機能することを意図しているかをシミュレートすることで、設計を製造に移行する前に正気のチェックと自信を提供します。 私がシミュレーションやモックアップについて研究している中で、一つのアドバイスがはっきりと際立っていました。どのタイプのモックアップやシミュレーションを選択するにしても、設計を開始する場所が重要です。ユニット内に複数のフレックスまたはリジッドフレックスがある場合、リジッドボードの設計から始めるのではなく、フレックスの設計から始めて、ピンアウトがどのようにリジッドボードに接続するかを非常に明確にしてください。リジッドボードから始めると、追加の複雑さが生じるだけです。良いアドバイスですね、きっと「厳しい方法」で学んだことでしょう! 次のPCB設計でAltiumがどのようにお手伝いできるか、もっと知りたいですか? Altiumの専門家に相談して、データ管理ツールで3D PCBモデルを最新の状態に保つ方法についてもっと読んでみてください。 記事を読む
ユニークなフレックス終端方法 独自のフレックス終端方法 1 min Blog 基本的に、 どのようなコネクタも、硬質プリント回路基板に選択するものは、柔軟な回路にも組み込むことができるということを知っておくことが重要です。従来のスルーホールやSMTコネクタ、高密度円形コネクタ、Dサブミニチュアコネクタ、ピンとソケットコネクタ、リード付き、リードフリーなど、 柔軟な材料を考慮する際には、すべてのオプションを検討するべきです。 ただし、コネクタエリアをサポートするためにスティフナーが必要な場合に推奨される設計ルールを見直し、実装することを忘れないように少し話題を逸らします。多くの場合、コネクタ自体が柔軟な材料よりも重く、サポート用の追加スティフナーなしでは、ストレスや導体の亀裂を引き起こす可能性があります。しかし、話題に戻りますが、今日のブログでは、柔軟な回路に特有のいくつかの終端方法について話します。ZIFコネクタ、サポートされていないフレックスフィンガー、圧着接触。 ZIF (Zero Insertion Force) コネクタ: ゼロ挿入力コネクタは、いくつかの利点を持つ、ますます人気のある接続方法の一つです。フレキシブル回路は、銅トレースにほとんど機械的な摩耗を与えることなく、複数回挿入および取り外しが可能です。ZIFコネクタには、露出したトレースにクランプダウンする機械的なラッチングメカニズムがしばしば含まれており、長持ちする頑丈な接続を保証します。フレックスをリジッドボード上のZIF「メーティング」コネクタに直接挿入することで、メーティングコネクタの必要性を排除し、接続プロファイルを最小限に抑えることができ、コストと重量を最小限に抑えることができます。 メーティングZIFコネクタの例。 ZIFコネクタに直接接続されるフレックスを設計する際には、いくつかの点に注意する必要があります。まず、メーティングエリアの全体的な厚さが重要です。一般的に、コネクタに挿入される回路の端からの共通の厚さ要件は0.012インチ +/- 0.002インチです。しばしば、フレックス回路の全体的な厚さはこれよりも薄く、接触エリアにポリイミドのスティフナーを追加してその厚さに達する必要があります。再び、少し話題が逸れますが、 カバーレイとスティフナーの終点は、回路にストレスポイントを追加しないように、少なくとも.030インチ重なるようにすることを忘れないでください。 設計に組み込むべき二つ目の点は、ZIF端子のアウトライン公差がしばしば+/- 0.0002インチであることです。これは標準のアウトライン工具よりも厳しいもので、その仕様を満たすためには特殊な工具が必要になることがあります。アウトラインをレーザーカットするか、クラスAの工具がこれらの厳しい要件を満たすためによく使用されます。 最後に注意すべきことは、複数回の挿入が必要になる場合、表面仕上げの選択がどのような影響を与えるかを考慮することが重要です。薄いメッキを指定している場合、繰り返しの挿入と取り外しによって薄い金属が削り取られ、下の金属が露出する可能性があります。 サポートされていないフレックスフィンガー この終端オプションは非常にカスタマイズ可能であり、本質的にはカバーレイやベース材料によって三方向から囲まれていない導体の延長部です。これにより、フレックスのどちらの側からもアクセス可能な「自由浮遊」導体が作られます。これらのフレックスフィンガーは、ピッチ、長さ、位置の特定の要件を満たすためにカスタムビルドすることができ、インストールと使用中に柔軟性を保ちながらも堅牢な終端を提供します。この方法は、PCBや他のコンポーネントへの直接接続を容易にします。これらのサポートされていないフレックスフィンガーは直線形であることも、 記事を読む
アプリケーションでリジッドフレキシブル技術が必ずしも利用されないのはなぜですか? アプリケーションでリジッドフレキシブル技術が必ずしも利用されないのはなぜですか? 1 min Blog アプリケーションで、リジッドフレキシブル技術が必ずしも利用されないのはなぜですか? よい質問ですね!リジッドフレキシブル技術は、リジッド基板とフレキシブル回路のハイブリッドで、両者の利点を最大限に活かした技術です。フレキシブルな部分は、取り付け時(折り曲げて取り付ける)や完成品での使用時(動的に折り曲げる)に折り曲げることができるため、スペース、重量、パッケージングの問題の解決に有効です。リジッドな部分は、高密度コンポーネントの領域を確保し、より多くの層数、複雑な配線、基板の両面への表面実装を可能にします。どのアプリケーションにもこの構造を使用することが私には理にかなっています! より現実的なことを言えば、特定の設計で使用する技術を選択する際、コストはほとんど常に検討すべき要素となります。リジッドフレキシブルは、あらゆる利点を備えていますが、必ずしも最適な総コストの解決策になるとは限りません。この後のブログで、リジッド回路、またはフレキシブル回路のコストではなく、設計の総コストをリジッドフレキシブル設計と比較することの重要性についてお話しします。ここでは、フレキシブル、およびリジッドフレキシブル基板の製造コストが、標準的なリジッド基板よりも高い理由を考えてみましょう。 第一に、標準的なFR4ラミネートに比べて、単純に原材料が高価です。PCB市場では、リジッド基板の材料よりもフレキシブル基板の材料の消費量が少なく、原材料のコストに顕著な差が生じています。 第二に、フレキシブル基板の材料は、場合によっては取り扱いが難しいことがあります。設計者は、薄くて軽量で折り曲げや折りたたみが可能であるという理由でフレキシブル基板の材料を選択しますが、これらの材料は製造中に特別な注意が必要です。18” x 24”、または12” x 18”で、厚さがほんの2~3 milのラミネートを思い浮かべてみてください。まるで紙片を支えるようなものです。わずかなはためきでも、回路の作成時に銅箔にくぼみやしわが発生する可能性があります。 フレキシブル基板の場合、製造業者は、特別な手順で取り扱う必要があります。例えば、ラミネートを平らに保つには、材料の相対する角のみを持ち上げます。施設内で材料を移送する場合は通常、特殊なトレイまたは棚付きカートが必要です。ほとんどのPCB製造用ウェットプロセス装置はローラーベースであるため、フレキシブル基板の材料では、パネルがローラーに巻き込まれないように、テープで固定されたリーダー基板とテープで固定されていないリーダー基板がプロセス全体で必要になることがよくあります。 リジッド回路とフレキシブル回路の材料のコストと処理要件を比較すると、フレキシブル基板の方が高価な理由がわかります。より複雑なリジッド構造では、異種材料のラミネートと製造に必要な特殊加工により、コスト差が広がります。リジッドフレキシブルの構造の違いがコストにどのように影響するかを理解することも重要だと思います。 通常、最も単純で安価な選択肢は、リジッドな外層を持つリジッドフレキシブル基板と、すべてのリジッド層が同じ厚さを持つフレキシブル相互接続層です。これは最も一般的なリジッドフレキシブル基板の構造ですが、前のブログ記事でも申し上げたように、フレキシブル、およびリジッドフレキシブルが独創的な設計を可能にします。例えば、特定の設計ソリューションでは、フレキシブル領域にメッキスルーホールが必要です。確かにそれは可能ですが、製造工程で追加処理のために余分なコストがかかります。簡単に言うと、フレキシブル層は、スタックアップの残りの部分に組み込む前に、スルーホールを作成するために「ウェットプロセス」の工程が必要です。 パッケージングの問題を解決するもう1つの独特な方法は、特定のフレキシブル層、またはテールを別々の部分に分割する方法です。例えば、フレキシブル層1と2をある一方向に、フレキシブル層3と4を別の方向に、フレキシブル層5と6をさらに別の方向に移動します。これは、リジッドフレキシブル技術のとても良い使い方です! ただしこの構造は、前述した単純なバージョンに比べ、製造中にはるかに多くの処理が必要です。このような複雑な設計を行う方法はいくつかありますが、不必要なコストを増やさないよう、設計プロセスの早い段階で製造者と協力することを強くお勧めします。 最初の質問に答えるなら、リジッドフレキシブル技術では、リジッド回路とフレキシブル回路の両者の利点を活用できます。ただし、主にコストの問題で、すべてのアプリケーションに使用することはできないと言えます。リジッドフレキシブルの製造は、リジッド基板やフレキシブル回路の製造よりも複雑です。リジッドフレキシブル技術でパッケージングの問題を解決できない場合は、単に回路自体のコストではなく、設計の総コストを考える必要があります。多くの場合、リジッドフレキシブルによってワイヤ、ケーブル、およびその他の部品表項目を除外できるので、コストを節約できます。このトピックについてはこの後のブログで取り上げますので、引き続きご注目ください! 今すぐ Altium Designer の無償評価版をリクエストして、世界最高のPCB設計ソリューションをお試しください!ご不明な点などございましたら、 記事を読む