PCB設計者、製造業者、調達チームと20年以上にわたって仕事をしてきた経験から言えるのは、特にリジッドフレックス技術では、設計段階の早い時期から、そして頻繁に製造業者とコミュニケーションを取ることの重要性はいくら強調してもしすぎることはない、ということです。5分会話すれば製造業者が指摘できたはずの問題を抱えたまま、設計が製造に回されるケースは珍しくありません。その結果、基板のリスピンが必要になったり、プログラムの遅延が発生したり、歩留まりや信頼性の問題につながったりする可能性があります。
解決策はシンプルです。設計を最終確定する前に、製造業者に相談してください。彼らはこの技術を日々扱っており、非常に頼りになるリソースです。
これは最初に尋ねるべき質問であり、最も重要なものです。リジッドフレックスのスタックアップは汎用的なものではなく、製造業者が実際に信頼性高く製造できる構成に合わせる必要があります。層数、材料の組み合わせ、フレックス構造は製造業者ごとに異なります。提案中のスタックアップを早い段階で送り、率直なレビューを依頼しましょう。
多くの設計者は、材料選定を疑うことなく前の設計から引き継いでしまいます。接着剤ベース構造と無接着剤構造は、特に層数が増えたり曲げ要件が厳しくなったりすると、製造時の挙動が大きく異なります。無接着剤構造は、厚みの制御性やZ軸方向の安定性に優れていますが、コストとリードタイムは増加します。どのアプローチが自分のアプリケーションに適しているのか、そしてその理由は何かを、製造業者に確認しましょう。
ヒント:ほぼすべてのケースで、リジッドフレックス技術には無接着剤構造が推奨されます。
リジッド部からフレックス部へのトランジションゾーンは、応力が集中し、ほとんどの故障が発生する箇所です。この情報は製造ノートに盛り込むことが重要です。また、それらのノートを最終確定する前に、製造業者にどのように定義・文書化してほしいかを正確に確認し、そのノートが明確に理解されていることを必ず確認しましょう。
ベタ銅プレーンはリジッド基板では有効です。しかしフレックス領域では、曲げに抵抗し、応力を集中させ、時間の経過とともに銅疲労を加速させます。ハッチング、分割、または部分プレーンが適切な解になることが多いですが、それぞれに電気的なトレードオフがあり、個別の設計ごとに評価する必要があります。機械的信頼性と、インピーダンスやリターンパス要件との適切なバランスを見つけるうえで、製造業者は役立ちます。
曲げ半径の要件は、フレックス層数、導体厚、そして用途が静的か動的かによって決まります。万能な数値はありません。自分の構造に対する最小曲げ半径を製造業者に確認し、それを機械的エンベロープが満たしていることを検証しましょう。
ビア構造の好み、スタックの制限、そして再考した方がよいリスクを意図せず持ち込んでいないかについて、ベンダーに確認しましょう。 マイクロビア、スタックドビア、ブラインドビアやベリードビアは、それぞれリジッドフレックスにおいて異なるプロセス複雑性と歩留まりリスクを伴います。製造業者が何を信頼性高く製造できるのか、そしてそれがどの程度のコストになるのかは、配線を始める前のビア戦略に反映させるべきです。
リジッドフレックスの文書要件は、標準的なリジッド基板よりも複雑です。製造業者は電気設計だけでなく、基板がどこで曲がるのか、どのように拘束されるのか、さらにはどのように組み立てられるのかまで理解する必要があります。製造ノートに何を、どの形式で記載する必要があるのか、そして初回提出で何が不足しがちなのかを、製造業者に正確に確認しましょう。
ポリイミドフィルム、無接着剤ラミネート、特殊カバーレイといったフレックス特有の材料は、標準的なFR-4よりもリードタイムが長く、供給の冗長性も低いことがよくあります。設計で使用している材料に供給制約があるかどうか、また、今のうちに設計へ織り込める認定済み代替材料があるかどうかを、早い段階で製造業者に確認しましょう。
ヒント:これにより材料の問題をかなり早い段階で把握でき、設計の最終化中に製造業者と連携して材料を発注できる可能性もあります。
これは私のお気に入りの質問の一つです。というのも、答えはほとんどいつも同じような短い項目リストから出てくるのに、設計者にとっては意外な内容であることが多いからです。このリストによく含まれるのは、トランジションゾーンの定義、カバーレイ開口の公差、銅分布などです。
この質問は意図的にオープンエンドになっています。スタックアップと設計意図をレビューした後、優れた製造業者であれば、設計者側からは見えにくい改善機会を見つけてくれることがよくあります。材料の簡素化、層数削減、性能に影響を与えず歩留まりを改善する構造調整などは、受けられるアドバイスのほんの一例です。
こうした会話から得られる価値は、設計が製造業者の能力と整合していることを確認するために時間をかけるコストをはるかに上回ります。 また、複数のベンダーを利用している場合は、各製造業者で、プロセスに最も適した材料や設計に関する能力と好みが異なることも忘れないでください。 これはあらゆる種類のPCB製造に当てはまりますが、特にリジッドフレックス構造では重要です。
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