リジッドフレックスのコマンド設定とレイヤースタック設計

投稿日 2018/07/9 月曜日
更新日 2020/09/9 水曜日

Microchip on a dark PCB

PCB設計に首を突っ込むと、自宅の電子機器が実際にどのように機能しているかに気づき始めます。DVDドライブからノートパソコンのモニターまで、折りたたむことができるほぼすべてのものが、リジッドフレックスPCBによって可能になっています。リジッドフレックスPCB設計は、それを作成するために使用しているソフトウェアによっては難しいものになることがありますが、設計の終わりには、あなたのプリント基板は体操選手のように曲がったり柔軟になったりします。

最初に、リジッドフレックスPCBは他のPCBと同じように見えるかもしれません:回路、銅、ビア;しかし、回路の厚みに入ると、ボードのフレックスPCB部分とリジッドPCB部分の両方を通して作業できる信頼できるソフトウェアを持っていることが望ましいです。

現在では、多層カウントが4から30に達し、フォームファクターがより専門的で要求が厳しくなるにつれて、リジッドフレックスボードは電子機器により頻繁に現れます。設計を満たすために必要な回路は、非常に難しいものになるかもしれません。頭をかかえたり、レイヤーを手作業で設定したりしないでください。統合設計環境で作業するとき、レイヤースタックを定義することは簡単で正確です。

レイヤースタックアップ、リボンデザイン、およびルーティング

リジッドフレックス回路は、フリップフォンに限定されるものではありません。多くのデバイスでは、リジッドフレックスリボンを使用して、単一のデバイス内の複数のボード間で接続を行います。奇妙な形状の電子パッケージや、ラップトップのような折りたたみコンポーネントを持つデバイスは、通常、リジッドフレックスボードを使用して、一つのコネクタを通じて高密度の接続をルーティングします。これは、乱雑な銅線の束を使用するよりも優れています。

リジッドフレックス回路を設計する際には、常に製造業者に相談し、その製造能力を評価するべきです。設計が製造ラインから実際に出てきて、要件に従って動作することを確認したいと思います。リボンフレックスが静的か動的かを決定し、リボンが多層ルーティングを必要とするか、およびプリント基板間でリボンをどのように接続したいかを決定する必要があります。

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一部のメーカーは、その能力に応じて構築された事前設定されたスタックアップファイルを送信します。PCB設計ソフトウェアは、これらのスタックアップファイルをインポートして再利用できるようにするべきです。これにより、リジッドフレックス設計がメーカーの要件を満たし、製造に移行する前に再設計を防ぐのに役立ちます。これはまた、大きな時間の節約になり、回路とPCBの推測作業をなくすのに役立ちます。

リジッドフレックス設計を行うには、直感的なスタックマネージャーと強力なルーティングツールを備えたPCB設計ソフトウェアパッケージが必要です。スタックマネージャーは、PCBの各リジッド部分とフレックス部分での材料配置を定義します。レイヤーを定義し、フレックスPCBが配置されたら、ルーティングツールはリジッドボード上での作業と同じくらい簡単にフレックスリボンを越えてルーティングできるようにする必要があります。

Screenshot of layer stackup design in Altium

Altiumでのリジッドフレックス設計のためのレイヤースタックアップ

問題の原因を知る

フレックススタックアップを定義するためにスタックアップマネージャーで作業するとき、スタックマネージャーは必要なコントロールをすべて単一のウィンドウに含む直感的なインターフェースを使用するべきです。スタックアップを複数のウィンドウに分けると生産性が低下し、スタックアップを定義するための必要なコマンドを見つけるのが難しくなります。スタックアップを構築するとき、それは実際にあなたが構築しているデバイスに似ているべきであり、トップとボトムのカバーレイの奇妙な配置ルールを課すべきではありません。

Layer Stackup Design

Implement any kind of layer stack for both rigid and rigid-flex PCBs.

同じ問題がグラウンドとパワーレイヤーにも適用されます。ほとんどのリジッドフレックスボードは、PCBの別のセクションであったかのように、フレックスリボンを越えてパワーとグラウンドが広がっています。これは、再び、スタックマネージャーがその真価を示す場所です。スタックアップを構築するとき、残りのスタックアップと同じウィンドウでパワーとグラウンドレイヤーを定義できるべきです。

フレックスゾーンが外部コネクターなしでPCBのリジッド部分に接続する場合、トランジションゾーンを定義する必要があります。奇妙なことに、いくつかのソフトウェアプログラムでは、このゾーンを定義するための特別なプロセスが作成されています。実際には、トランジションゾーンはフレックス領域とは少し異なるスタックアップに過ぎず、この領域を定義するために独自のコマンドセットが必要になるべきではありません。

リジッドフレックス設計の正しい方法

リジッドフレックス設計は、各ボードとフレックス領域のレイヤースタックを定義することから始まり、直感的なレイヤースタックマネージャーが必要です。ボードとリボンの各レイヤー、オーバーレイとポリイミド層を定義し、これらの層が互いにどのようにインターフェースするかを定義する必要があります。リジッド領域とフレックス領域を定義するのに5つの異なるウィンドウと数十回のクリックを要するべきではありません。これらすべては、必要なコマンドとオプションを含む1つの簡単にアクセスできるウィンドウで行うべきです。

リジッド部分とフレックス部分のレイヤースタックを定義したら、PCBレイアウト内で直接フレックス領域を定義できるようになるはずです。ボードの全体的なアウトラインを定義したら、ボードの各部分にレイヤースタックを迅速に割り当てることができるはずです。リボンを横切る接続のルーティングは、単一のボード内や任意の回路内のルーティングと変わらないはずです。

スタックアップを定義し、コンポーネントを配置し、ボードと回路間の接続を定義したら、徹底的な設計ルールチェック機能を使用して設計を監査できるはずです。ボードにとって不可欠なルールをカスタマイズできるはずであり、設計ルールチェック機能はエラーや競合を読みやすいウィンドウで表示するはずです。

Compare Altium Designer vs. OrCAD

Altium Designer provides the most advanced PCB tools.

設計の検証は、設計ルールに対するチェック以上のものを必要とし、シミュレーションを通じて問題を診断し、3Dビューアーでフォームファクターを検証することが求められます。統合環境で作業することで、外部プログラムに移動することなく、設計のためのシミュレーションを直ちに構築して実行できます。リジッドフレックスボードのフォームファクターとクリアランスは、デバイスの3Dビューを使用して検証でき、異なるプログラムにエクスポートすることなくすべて行うことができます。

Screenshot of the 3D viewer in Altium

統合設計環境における3Dビューアーの可能性

Altiumの統合設計環境におけるリジッドフレックス設計

Altium Designerの統合設計モデルは、ルーティング、レイヤースタックアップ、設計ルールチェックをシングルで直感的なインターフェースに統合します。強力なCADツール、非常に正確な3Dビューア、カスタマイズ可能なルーティングおよびビア機能を使用すると、最先端のリジッドフレックスPCBを設計するために必要なツールが手に入ります。これらの設計機能は直感的であり、必要なコマンドはプログラム内で簡単に見つけることができます。

Altiumの統合環境で作業している場合、レイヤースタックアップマネージャーでフレックス領域を定義するのは簡単で直感的です。必要なオプションとコマンドはすべて1つのウィンドウに配置されており、すべてのレイヤースタックを定義するのが迅速かつ簡単になります。マルチレイヤーボードの作業は時間がかかることがあり、レイヤースタックを保存して再利用できるソフトウェアは、生産性を向上させます。

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もし最高のリジッドフレックス設計ソフトウェアパッケージを探しているなら、Altium DesignerのようなPCB設計ソフトウェアパッケージが必要です。多層およびマルチボード設計機能は、リジッドフレックス設計と自然に統合され、強力な設計インターフェースは、レイヤースタックアップをリンクして視覚化するのを容易にします。3Dビューア機能により、リジッドフレックスボードを表示でき、機械エンジニアがパッケージングを設計するのにも役立ちます。

Altiumは、あなたがデザイナーとして成功することを望んでおり、それをサポートするためにリソースを提供しています。設計例から徹底的なドキュメントまで、AltiumはAltiumが提供する高度なツールを最大限に活用するのを助けます。また、業界の専門家によって提供されるAltiumLiveフォーラムユーザーグループビデオウェビナーにもアクセスできます。この顧客への献身は、Altiumを他のPCB設計ソフトウェア会社と差別化します。

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「私たちはOrcadの回路図とPADSのレイアウトを使用していました。設計を同期させることは常に問題であり、レイアウト担当者にとって余分な作業でした。Altiumの統合パッケージが気に入っています。ユーザーインターフェースの使いやすさが好きです。」

-産業用電子機器会社の設計エンジニア

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