リジッドフレキシブル基板設計の課題を克服する

| 投稿日 May 22, 2017 | 更新日 December 2, 2020

ウェアラブル電子機器には「大ヒット商品」となる資格があることに、疑問の余地はありません。ウェアラブル機器の市場は、2016年は300億ドルになると予測されており、2026年には1,500億ドルまで成長するでしょう[1]。リジッドフレキシブルPCBの技術がなければ、これらの機器のほとんどが設計できません。つまり、エンジニアやPCB設計者は、ウェアラブルと「折り畳み型」の世界で設計、テスト、製造の専門家になる必要があります。

最も身近な製品は、おそらくスマートフォンとリンクしているスマートウォッチや、同じく手首に着用するフィットネストラッカーでしょう。しかし、これら民生品の他に、ウェアラブル機器は、医療機器や軍事用途に大いに進出しています。今では、リジッドPCBを組み込むことがほとんど不可能なスマート衣服も現れつつあります。それでは、市場に遅れないように、フレキシブル基板やリジッドフレキシブル基板をうまく設計するには、何が必要でしょう?

ウェアラブル技術 - 何が問題なのか

ウェアラブル機器は、小さくて、着ている人の注意をほとんど引かない必要があるのは、言うまでもありません。医療用ウェアラブル機器の場合、ユーザーは普通、他の人の注意も引きたくないと思います。何らかの方法で人体に取り付けるウェアラブル機器は、フレキシブル回路および非常に高密度のレイアウトを要求します。それだけでなく、多くの場合、基板の形は円形や楕円形であり、さらに変わった形の場合さえあります。設計者の観点から、これらのプロジェクトには、巧みな配置と配線が必要です。このように小さく高密度の基板では、リジッドフレキシブル設計に最適化されたPCBツールを使えば、変わった形状を非常に簡単に扱うことができます。

通常、リジッドフレキシブル設計では、コンポーネントを搭載したリジッド基板同士が、フレキシブル回路によって接続されている。フレキシブル回路を使用すると、製品筐体に収まるようアセンブリを曲げることができる

今日設計されるPCBの大半は、基本的に、回路を接続するためのリジッド基板です。しかし、PCB設計者にとって、ウェアラブル機器には、リジッド基板にはない以下のような問題点があります:

3Dパッケージに収まるよう、接続ポイントに負荷をかけずに、フレキシブル回路とそれぞれのコンポーネントを正確に配置する。
最終製品がそうであるように、アセンブリのリジッド部分とフレキシブル部分を統合してスタックアップを設計する。
フレキシブル回路を曲げることによる負荷をかけずに、製品筐体に収まるよう、リジッド基板とフレキシブル基板からなる最終アセンブリを形成する。

その上、設計が完了した後、リジッドフレキシブル製造業者を選定するという課題があります。これは、標準的なリジッド基板製造業者を見つけるより少し困難な場合があります。このようなさまざまな課題が加わった中、標準のリジッド基板設計では通常遭遇しない、よくある問題を回避しながら、リジッドフレキシブル設計の整合性をどのように確保しますか?

リジッドフレキシブル基板設計の技術をマスターする

Altium Designer^®は、リジッドフレキシブル設計を扱う最も包括的なツール群を提供します。スタックアップを完全にマッピングし、3Dでモデル化することができます。ティアドロップおよび信頼性向上技術を簡単に素早く使えます。さらに、製造出力データをフォーマットするためにODB++またはIPC-2581を選択し、設計意図を完全に伝達できます。