リジッドフレックスPCBとマルチボードPCBを使用するタイミング

完全なシステムに複数のリジッドボードを統合するには、2つの一般的な方法があります。1つは、複数のボードをワイヤーやケーブルで接続する方法であり、もう1つは、リジッドフレックスアセンブリを使用する方法で、ここではフレックスセクションがリジッドボード間の内蔵ケーブルのように機能します。

リジッドPCBは最も一般的なタイプのPCBであり、製造能力と材料が容易に入手できるため、単純なリジッドボードは特に大量生産時に非常に安価になることがあります。一部の製品では、機械的な制約が複数のボードを必要とし、それらをコネクタやケーブルで接続する必要が生じますが、ボード間コネクタでは達成できない奇妙な角度が必要になることがあります。また、電気的接続を行うためにカスタム配線ハーネスが必要になる場合もあります。

リジッドフレックスボードは、これらの異なる部品を単一のアセンブリに統合するため非常に便利です。理論上、12個以上の部品番号を持つ製品をPCBアセンブリのための単一の部品番号に統合することができます。その観点からすると、リジッドフレックスが最良の選択肢であるように思えますが、これらのアセンブリを大規模に生産する際のコストはどうでしょうか？

これらのタイプのシステムの製造コストを調べたことがない場合、これらのポイントにいくつかの数字を置いて、製品にとって最良の決定を下すことができるように試みます。

シンプルPCBコストドライバー比較

上記の質問に答えることは非常に難しいかもしれません。なぜなら、正確なコスト比較を得ることは、ボード材料、層数、機能サイズ、コンポーネント数、ボード数など、多くの要因に依存するためです。さらに、すべてのリジッドボードが同じではなく、異なる製造体制の異なるボードは、コストの大部分を決定する異なるドライバーを持っています。これらの要因により、コスト比較を一般化することは非常に困難です。

それでも、リジッドフレックスアセンブリと複数のリジッドボードの主要なコストドライバーを概説することはできます。以下の表に、最も大きなコストドライバーをいくつかまとめました。

上記のリストには、構築したいアセンブリの総コストに影響を与える主要な要因の一部が含まれています。これらの基板のコスト要因の多くは、特にリジッドまたはリジッドフレックスPCBアセンブリでHDIを見始めるときに、レイヤースタックの構築の複雑さから来ています。

ここから、マルチボードシステムとリジッドフレックスアセンブリのいくつかのコスト要因について一般化することができます：

• マルチボードシステム用の市販のケーブルは配線ハーネスよりもコストが低い
• カスタム配線ハーネスはフレックスリボンケーブルよりもコストが低い
• フレックスリボンケーブルはリジッドフレックスPCBスタックアップ内の統合フレックスレイヤーよりもコストが低い
• 複雑なマルチレイヤーフレックスPCBスタックアップはリジッドフレックスアセンブリ内のすべてのリジッドセクションのコストを押し上げる
• リジッドマルチボードアセンブリはフレックスアセンブリよりもコスト削減の機会が多い
• ポリアミドコアを持つリジッドフレックスのHDIは常にリジッドコアのHDIよりもコストが高い

コスト比較例

例えば、ワイヤーやケーブルで接続する必要がある4つのPCBを含むシステムがあるとします。1枚の基板が高レイヤーカウントのボードで、他はよりシンプルなインターフェースボードであるとしましょう。各PCBの個別の構築について、NREおよび工具費を以下のように記述できます。

• リジッドPCBの製造および組立コスト
  • ボード1：1800
  • ボード2：970
  • ボード3：710
  • ボード4：465
  • コネクタおよびケーブリング：33
• リジッドフレックスPCBの製造および組立コスト
  • フレックス層の製造：1690
  • 全てのボードコストを5%から25%削減

リジッドセクションのボードコストには、プロセスステップの削減によるわずかな違いがありますが、これはフレックスセクションのコストに含まれます。純粋に、これによりシステム全体のコストが増加します。また、電気的テスト、IPC製品クラス基準への検査、その他のNRE費用などの重要な点を含めていません。フレックスは組み立て全体のカスタムコンポーネントに過ぎないため、これらのコストも増加します。さらに、フレックス領域への直接組み立ては、リジッドセクションにすべてを保持する場合と比較して、別のコスト増加を招く可能性があります。

カスタムケーブリングも使用できます

ここでのもう一つの不確定要素は、ケーブリングとコネクタの選択です。時には、市販のコネクタやケーブルではなく、カスタムワイヤーハーネスを持つ方が理にかなっています。この方法を選択した場合、リジッドマルチボードシステムのワイヤーハーネス組立のコストを計算する必要があります。

大量生産時には、設計コストが生産量に分散されるため、カスタムワイヤーハーネスの組立コストは市販のケーブルと大差ありません。市販のケーブリングやカスタムケーブリングも、ボードセクションをリンクするフレックス層よりもコストが低くなります。フレックス領域の追加信頼性が追加コストに見合う価値がある場合、それが設計に取り入れるべきアプローチです。ECADソフトウェアのワイヤーハーネスツールを使用すると、マルチボードシステムで使用するこれらのカスタムワイヤーおよびケーブリング設計を迅速に作成できます。

配線ハーネスを設計するために外部のCADツールを使用する代わりに、Altium Designer®のワイヤーハーネスおよびマルチボードPCB設計機能の完全なセットを使用します。リジッドフレックスが最適な進路であると判断した場合、Altium Designerのリジッドフレックス設計機能は使いやすさと卓越性の基準を設定しています。設計を完成させ、製造業者にファイルをリリースしたい場合、Altium 365™プラットフォームを使用すると、プロジェクトを共有して協力することが簡単になります。

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