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リジッドフレキシブル基板設計
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フレキシブルおよびリジッドフレキシブルプリント基板技術は、軽量化と省スペース化を実現します。今日の小型軽量のコンシューマーエレクトロニクス製品は、リジッドフレキシブル技術を用いて作られることが多いですが、リジッドフレキシブル基板設計を成功させるには多くの課題があります。フレキシブル電子機器やウェアラブル設計のための基板とリジッドフレキシブル設計については、ライブラリのリソースをご覧ください。

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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 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 1 min Blog 競合他社のツールをご利用のユーザー 競合他社のツールをご利用のユーザー 競合他社のツールをご利用のユーザー 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。 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。 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。 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。 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。 統合設計環境における3Dビューアーの可能性 記事を読む
フレキシブル回路のコストドライバーの管理 フレキシブル回路のコストドライバーの管理 1 min OnTrack Judy Warner: Taraさんは、20年以上も基板製造業に携わってきました。フレキシブルおよびリジッドフレキシブル設計の進歩に貢献している要因は何だと思いますか? Tara Dunn 設計をフレキシブルおよびリジッドフレキシブル技術に向かわせた主な要因は、スペースと重さとパッケージだと思います。私が見たところでは、フレキシブルおよびリジッドフレキシブル回路を既に使っている顧客の場合、新しい設計でフレキシブル回路を使用する割合は増えています。また、フレキシブル技術を使ったことがなく、導入の手引きを期待している顧客からリクエストされる頻度も増えています。全般に、電子機器はますます小さく軽くなっています。小型化していない電子機器の場合は、固定されたパッケージサイズ内で電子部品の密度と機能を増やし続けています。 Warner: コストと信頼性を左右する要因の中で、設計者が認識すべき主な要因は何でしょうか? Dunn: 材料、パネルの利用、技術です。これらは主に3つのコストドライバーになります。それに4つ目を加えたいと思います。それは、組み立て業者の能力を把握し、自分の設計が製造のスイートスポットに合致することを確認することです。最も一般的に在庫が確保されている材料を把握して使用すると、コストとリードタイムを抑えられます。最も一般的な材料は、1/2 ozまたは1 ozの銅箔と、1 milまたは2 milのポリイミドの組み合わせです。1/2 oz～2 ozの銅箔と1/2 mil～6 milのポリイミドで作られたラミネートではその他の多くの選択肢があります。特定の組み立て業者が在庫として確保している一般的な材料を把握すれば、通常と異なる材料を最低ロット仕入れる代金のための余計なコストを確実に避けられます。 フレキシブル回路は通常、独自の形状で設計されます。入れ子の部品の向きを逆にして製造パネルを最も有効に使用できるよう調整する場合の設計を思い出してください。フレキシブル回路の基材で最も一般的なパネルサイズは、12" x 記事を読む
3D PCB設計はなぜ必要なのか? 設計者にとってどう役立つのか? 3D PCB設計はなぜ必要なのか? 設計者にとってどう役立つのか? 1 min Thought Leadership 先日、幼い男の子を肩車しながらあやしている若い父親を見かけました。父親にしっかりと支えられた男の子は、父親の顔を別の角度から見ようとして体を横に動かそうとしています。愛くるしい男の子はようやく父親の顔を左側から覗きこむことができました。そして、父親の髪をもてあそんだかと思うと、また右側に体を戻したのです 。 そんな微笑ましい瞬間を楽しく観察していましたが、それと同時に重要なことを思い出しました。男の子は父親の顔をなんとかして違う角度から見ようと、何度も視点を変えました。PCB設計者の私たちも同じように、設計をできるだけ多くの視点から確認したいと考えます。これまでは2DのCAD環境で作業するしかありませんでしたが、現在は3Dの設計環境が利用できるようになってきました。こうしたツールを使って設計を進めない手はないでしょう。 PCB設計を3D環境で進めることには多くの利点がある 3Dの利点と従来の2Dでの設計 私は、ディスプレイ装置を作っている会社でPCB設計者としてのキャリアをスタートさせました。当時はUNIXベースのCADシステムを使っていましたが、作業は2D環境に制限されていました。私が初めて手掛けた設計は、機構CADグループが3Dでレンダリングしてくれました。それは、ブロックの形状だけが表示されている単純なものでしたが、3Dで見る設計には目を見張りました。そんな風に設計を見たのは初めてのことでしたが、今でもその瞬間をはっきりと覚えています。3D環境での作業には、PCB設計者にとってたくさんの利点があります。その一部をご紹介しましょう。 3Dコンポーネントフットプリント: 3Dで表示された設計を初めて見たとき、装置のケースから大きな電解コンデンサーが飛び出していることに気付きました。これはDRCで検出されるはずのものでしたが、どういうわけかチェックをパスしていたのです。そのため、装置の後端が犬の尻尾のように垂れているのを見たときは本当に驚きました。現在のCADシステムでは、こうした問題を検出するためのDRCが標準的な機能になっています。3Dでの作業が可能な今であれば、コンポーネントの寸法についてのフィードバックもリアルタイムで入手できます。 レイヤー構造の可視化: 回路基板のレイヤー構造を3Dで正確に表示できるのは非常に有益です。画像を傾けたり、回転させたり、パンやズームを行ったりして、ビアスタックの状態や周辺の他のオブジェクトとの接続などを正確に確認できます。 3Dでの編集機能: デザインの3D表示は容易で、3Dモードではレイアウトの編集も可能です。回路基板のスタックアップの昇順や降順をインタラクティブに切り替えて、部品の移動、配線の押しのけ、別のレイヤでの配線を行うことができます。 MCADとECADの連携: 3D CADシステムでは、装置のケースなどの設計に メカニカルオブジェクトを追加 することもできます。この機能を活用すれば、ケースに関連する3Dのコンポーネントや他のメカニカルオブジェクトを表示して、これらの要素を対象とする3Dクリアランスチェックを実行できます。 フレキシブル回路 : 3D環境での作業のもう1つの利点は、 記事を読む
リジッドフレキシブル基板設計の構造整合性と課題 リジッドフレキシブル基板設計の構造整合性と課題 1 min Blog リジッドフレキシブルの出現とともに、これまでよりも小さいフォームファクターに、より多くの部品を配置できるようになりました。さらに、リジッドフレキシブル設計は、重量や信頼性においてもリジッド設計より有利です。リジッドフレキシブルの利点に限定してブログを書くこともできますが、それは別の機会に回します。リジッドフレキシブルは非常に優れていますが、取り扱いの際に知っておくべき事項がいくつかあります。この記事で重点を置きたいのは、リジッドフレキシブル設計の際の配線に関する課題です。その他の課題についてのご確認を希望される場合は、そのトピックに関する Altiumのホワイトペーパー をご覧ください。 フレキシブル領域の配線 PCB設計でフレキシブル領域の配線を行う場合、留意すべき事項がいくつかあります。言うまでもなく、フレキシブル設計とリジッド設計の主な違いは、フレキシブルな部分が動くということです。 例えば、フレキシブル基板向けのIPC 2223C設計基準による定義では、フレキシブル回路には曲げに関する要件があり、主に3つのカテゴリーに分類されます。それぞれのカテゴリーに独自の要件と制限があります。 - 導入するフレキシブル - ダイナミックフレキシブル - 1回のみの折り曲げ 各カテゴリーには最低限のフレキシブルおよびフレキシブルリジッドの曲げの仕様があり、該当箇所の銅箔変形因子、完成したフレキシブルの厚みの倍数、レイヤー数に応じて算出されます。 つまり、電気的な考慮事項だけでなく、物理的な考慮事項も理解しておく必要があります。銅箔の変形は、割れや裂けの問題に関連し、設計の可能/不可能についての制約が増えるので、配慮が必要です。 例えば、ビアを使用できるとしても、導体に圧力がかかるため、曲げ領域にビアを配置することは好まれません。また、同じ理由から、ビアにティアドロップを適用する必要が生じます。 幅を変える場合、急に異なる幅にするのではなく、徐々に変える必要があります。トラックがパッドに接続するところでは、特にフレキシブル回路の終端などで一直線に並んでいる場合（下図参照）、長い間に銅箔が疲労する弱い部分が形成されます。補強材を使用するか折り曲げを1回のみにしない限り、パッドからトレースを徐々に細くすることをお勧めします。 耐久性を高めるため、トレースを徐々に細くする フレキシブル回路を扱う場合、曲げ領域への応力緩和を考慮する必要があります。圧力のかかる点の応力を緩和するには、トレースを均等に配置することをお勧めします。また、フレキシブル設計の外側部分周辺に幅の広い導体を追加することで、設計の強度を向上し、断裂を回避できます。 隣接レイヤーの銅箔トレース（上）と交互に配置された隣接レイヤーのトレース（下） 記事を読む
高齢者向けのお洒落で機能的なウェアラブル テクノロジー 高齢者向けのお洒落で機能的なウェアラブル テクノロジー 1 min Blog 電気技術者 電気技術者 電気技術者 最近、スマートウォッチで年を確認したことがありますか? 2017年現在、私は若い人たちがウェアラブルを身に付けて歩き回っているのはよく見かけますが、年配の人が付けているのはあまり見かけません。これは、 アメリカ人が高齢化 し、さらに多くの人々が今後数年間に統計上の高齢者に加わることによる 新たな機会を示して います。年配の人たちは、若い人たちとは異なる理由でウェアラブルを必要としています。年配の人たちは、自分たちの安全を保ち、健康状態を監視してくれるデバイスを探し求めています。ただし、他の人たちと同じこともいくつか気にしています。具体的には外観と利便性です。現在市場に存在するデバイスのいくつかは、高齢者向けのウェアラブル テクノロジーがどのような外観であるべきかを的確に示しています。 高齢者を対象にする PCBおよび製品の設計者の大多数は高齢者ではないと考えていいでしょう。我々はまだそれほど年をとっていないため、高齢者の必要や要求を予測するのは多少困難です。ほとんどの人たちと同様に、高齢者も見た目と利便性については気にしています。また、ウェアラブルを使用して自分たちの健康状態を確認し、健康を保つことにも関心を持っています。 私の祖母は、見た目に気を使っています。アルツハイマー病にかかった後でさえ、祖母はほぼ毎日、きれいなシャツと宝石類を身につけています。高齢者は同様に、ウェアラブルの 外観が良いことも 望んでいます。シャツから大きなペンダントがはみ出しているようなものはお洒落ではなく、便利でもありません。若い人たちにとって使いやすさは長所ですが、必須ではありません。若い人たちはメニュー操作やリストのスクロールを簡単に扱えます。しかし、重度の関節炎を患った人にとっては、小さなタッチスクリーンの小さなボタンをクリックすることは 簡単ではありません 。高齢者向けのデバイスを設計するときは、高齢者の物理的な機能障害を考慮し、使いやすさを最優先にする必要があります。また、この巨大な市場に参入するには、外観の良さも求められます。 ウェアラブルがこのくらい見た目が良ければ申し分ないでしょう。 機能に関する限り、高齢者は歩数を数えることは考えていません。これらの人たちは、自分たちの健康上の問題点をトラッキングするために役立つデバイスを求めています。高齢者の90%以上は最低1つ、 77%は2つ以上 の慢性疾患を抱えています。ウェアラブルは、睡眠習慣、脈拍、ストレスレベルなどを記録し、これらの疾患の管理に役立つことが可能です。病気と関連して、転倒も高齢者にとっては大きな心配点です。高齢者にとっては腰の怪我が 死を意味する 場合もあるため、転倒を記録し、可能なら予防することが重要です。自社のデバイスが機能の点で他社のものを凌駕することを期待するなら、創造的になる必要があります。創造性からどのような製品が生み出されるか、いくつかの例を紹介しましょう。 記事を読む
NASAにより計画されている3Dプリント回路基板テクノロジーの使用方法 NASAにより計画されている3Dプリント回路基板テクノロジーの使用方法 1 min Thought Leadership 編集クレジット: Tony Craddock / Shutterstock.com 3Dプリントがどのように社会現象となったのか、注目していましたか? 今では、人々は可能なら何でも3Dプリントにしようとしているようです。もしかしたら、3D印刷の熱狂はモノのインターネットと重なり、そのうちにプリントされた スマートフォーク などというものが出現するのかもしれません。他の人は3Dプリントで作って使い捨てにできる 50の最高の製品 について記事を書いているようですが、私はNASAがどのように3Dプリントを活用しようとしているかについて紹介したいと思います。ここだけの話、NASAは宇宙船と回路を印刷しようとしています。NASAは、プリント回路をどのように、そしてなぜ使用するかを詳細に示す科学的ミッションを計画しています。また、NASAはその将来を現実化できる現行のテクノロジーのレビューも行っています。 NASAのミッションにおけるプリント回路の使用法 最後の開拓地である宇宙は極めて過酷な環境で、宇宙のかなたを探検するには尋常でない革新が必要となります。NASAは過去にも多くの 途方もないミッション を達成してきましたが、 宇宙旅行をさらに推進するには 、ミッションを完遂するため、さらに進歩した道具が必要となります。フレキシブル基板は、NASAが遠大な目標を達成するため検討しているテクノロジーの1つです。NASAの理論的な StANLE ミッションは、プリント回路がなぜ利点があるのか、どのようなものになるのかを示すため計画されたものです。 StANLEは、プリントされた宇宙船の可能性を示すために考えられたものです。私は「 記事を読む
高度なPCB設計ソリューションに必要な短期的および長期的なEDAソフトウェア 高度なPCB設計ソリューションに必要な短期的および長期的なEDAソフトウェア 1 min Thought Leadership 私の祖父は、仕事には常に適切な工具を使用するようにと教えてくれました。私がこれを教えられたのは、祖父のネジ回しをてことして使って壊してしまったときのことです。祖父には申し訳なく思っております。不適切な器具を使用しても、壊してしまうことはないかもしれませんが、作業の完了に多くの時間を要することは間違いないでしょう。PCB設計にも同じ原則が当てはまります。基板がますます複雑化していくにつれ、基板を構築する設計者にはより高度なツールが必要になります。これまで使用していた古いプログラムを使い続けることは可能ですが、多くの時間を浪費することになり、出来上がる設計も最高のものとはならないでしょう。高密度相互接続（HDI）、熱管理、 高速PCBの設計はいずれも特化したツールが必要な分野です。役に立つツールは多くの開発者から提供されていますが、ドキュメントとトレーニングが充実しており、すぐに習熟して使いこなせるようなソフトウェアを選ぶべきです。短期的な速さに加えて、長期的な見返りも必要です。機器もまた投資であり、自分の要求とともに成長するツールを選ぶ必要があります。 高度な技法 ハンマーを持っている人は、全ての問題を釘と考えるものです。PCB設計においても、この考えを適用し、高レベルの基板に対して低レベルまたは中レベルの設計ツールを使用したくなることがあります。このような方法でもなんとか作業は行えることはありますが、最良のツールでなければ役に立たない状況も珍しくありません。HDI基板、熱管理、および高速回路を取り扱うときは、可能な最高の基板を作成するために特定のツールが必要となります。 ● HDI - ブラインド、ベリード マイクロビア ファインピッチボールグリッドアレイ ● 熱管理 - 1 電源供給ネットワーク解析ツール アクティブ パッシブ冷却 ● 高速設計 - 記事を読む