エレクトロニクスや回路基板の設計に手を出したことがあるなら、おそらく「リジッド フレキシブル プリント基板」という用語に出会ったことがあるでしょう。リジッドフレックス PCB は、その柔軟性、耐久性、省スペース機能により人気が高まっています。単一の基板上でフレキシブル基板とリジッド基板を組み合わせることで、設計者はサイズの制約を最小限に抑えながらデバイスの機能を最大化できます。この包括的なガイドでは、Capel がリジッドフレックス PCB を設計するための基本的な手順とベスト プラクティスについて詳しく説明します。経験豊富な専門家でも、PCB 設計の初心者でも、この記事では、堅牢で信頼性の高いリジッド フレキシブル PCB を適切に作成するために必要な知識とツールを提供します。

目次：

リジッドフレックス回路基板について

リジッドフレックスPCBボードの利点

リジッドフレキシブルPCBの設計上の考慮事項

リジッドフレックス PCB 設計プロセス

リジッドフレックスPCB設計用のツールとソフトウェア

リジッドフレックス PCB のテストと製造

結論は

PCB リジッド フレックスを理解する:

設計プロセスに入る前に、リジッドフレックス PCB とは何かを明確に理解することが重要です。リジッドフレックス PCB は、フレキシブル基板とリジッド基板を単一の構造に組み合わせたハイブリッド回路基板です。これらのボードは、フレキシブル プリント回路とリジッド パーツを統合することにより、従来の PCB と比較して信頼性が向上し、サイズが縮小され、耐久性が向上します。柔軟な領域により 3D 構成が可能になり、一方、剛性部品によりアセンブリに安定性とサポートが提供されます。

リジッドフレックスボードの利点:

リジッドフレックス PCB の使用にはいくつかの利点があり、多くのアプリケーションにとって魅力的な選択肢となります。これらの利点

含む：

省スペース:リジッドフレックス PCB の主な利点の 1 つは、スペースを節約できることです。これらのボードは、コネクタや配線を排除することで、複数のボードを 1 つのコンパクトな構造に統合します。これにより、電子機器の全体的なサイズが小さくなるだけでなく、重量も軽くなり、コンパクトなポータブル用途に適したものになります。

信頼性の向上:リジッドフレックス PCB は、従来の PCB に比べて信頼性が高くなります。フレキシブル基板とリジッド基板を組み合わせることでアセンブリに安定性がもたらされ、破損や故障のリスクが軽減されます。柔軟な部分が機械的ストレスを吸収し、振動、衝撃、温度変化による損傷を防ぎます。この信頼性の向上により、電子デバイスは厳しい環境条件下でも機能し続けることが保証されます。

設計の柔軟性:リジッドフレックス回路基板は、比類のない設計の柔軟性を提供します。 3D 構成と複雑なレイアウトをサポートしているため、設計者は複雑な電子デバイス向けに革新的でコンパクトなソリューションを作成できます。この柔軟性により、特定の用途に合わせた独自のカスタム設計の可能性が広がります。

耐久性の向上:リジッドフレックス PCB は、コネクタとケーブルを排除することで、接続の緩みやワイヤの疲労に伴うリスクを最小限に抑えます。可動部品がないため、故障点が少なくなり、耐久性がさらに向上します。さらに、PCB のフレキシブル部分は振動、衝撃、極端な温度変化に対する耐性に優れており、過酷な環境にも適しています。

費用対効果が高い:リジッドフレックス回路基板の初期コストは従来のリジッド PCB よりわずかに高いかもしれませんが、長期的にはコストを節約できます。コネクタと配線が不要になることで、組み立ての複雑さと時間が軽減され、人件費が削減されます。さらに、リジッドフレックス ボードの信頼性と耐久性により、メンテナンスと修理の費用が削減され、長期的には全体的なコスト効率が向上します。

リジッドフレックス設計ガイドの設計上の考慮事項:

リジッドフレックス PCB の設計では、最適なパフォーマンスと信頼性を確保するために、さまざまな要素を慎重に考慮する必要があります。

以下に、留意すべき重要な設計上の考慮事項をいくつか示します。

ａ．機械的制約:機器の機械的制約を理解して分析します。必要な曲げ領域、折り曲げ角度、追加のサポートが必要なコネクタやコンポーネントを決定します。柔軟なセクションは、機能を損なうことなく、繰り返しの曲げや折り畳みに耐えるように設計されています。

b.トレースルーティング:信号の完全性を維持するために、適切なトレース配線を確保してください。短絡や信号干渉のリスクを最小限に抑えるために、屈曲領域の近くに配線を配置しないでください。クロストークや信号の劣化を防ぐために、配線間の適切な間隔を維持してください。信号の反射と損失を最小限に抑えるために、高速信号にインピーダンス制御されたトレースを使用することを検討してください。

c.コンポーネントの配置:コンポーネントの配置を最適化して安定性を確保し、曲面領域との干渉を回避します。柔軟な領域での応力集中を防ぐために、コンポーネントのサイズ、重量、熱特性を考慮してください。安定性を高めるために重いコンポーネントを硬いセクションに配置し、ボードの曲げや折り畳みを妨げる可能性がある背の高いコンポーネントの配置を避けてください。

d.材料の選択:PCB のフレキシブル部分とリジッド部分に適した材料を選択します。柔軟性、耐熱性、製造プロセスとの適合性を考慮します。柔軟な材料は良好な屈曲性と耐久性を備えている必要があり、一方、硬い材料は十分な機械的強度を備えている必要があります。選択した材料が組み立ておよびはんだ付けプロセスに適合していることを確認してください。

e.銅のバランス:PCB 上の銅のバランスのとれた分布を維持し、反り、亀裂、その他の機械的故障を防ぎます。応力集中を最小限に抑えるために、適切な銅の厚さとパターンの分布を使用してください。機械的ストレスや故障を防ぐために、フレックス領域に重い銅の配線や高い銅密度を避けてください。

F. 製造可能性を考慮した設計:設計プロセス全体を通じてメーカーと緊密に連携して、リジッドフレックス PCB の製造可能性を確保します。ラミネート、穴あけ、エッチングなどの製造および組立プロセスの機能と制限を考慮します。設計を最適化して、製造、組み立て、テストを簡素化します。

リジッドフレックス PCB 設計プロセス:

堅牢なリジッドフレックス PCB の設計には、信頼性の高い設計を確実に成功させるためのいくつかの重要な手順が含まれます。手順は次のとおりです。

設計プロセスのガイド:

設計要件を定義します。まず、必要な機能、電気仕様、機械的制約など、プロジェクトの要件を明確に定義します。これにより、設計プロセスに強固な基盤が提供されます。

概略設計:回路図を作成して、電気接続とコンポーネントの配置を確立します。このステップは、PCB の全体的なレイアウトを決定し、必要なコンポーネントがすべて含まれていることを確認するのに役立ちます。

基板形状の定義:リジッドフレックスボードの全体のサイズと形状を決定します。機器のサイズと、利用可能なスペースや特定の設置要件などの機械的制約を考慮してください。

コンポーネントの配置:コンポーネントを基板の硬い部分に配置し、銅配線に適切な間隔を確保します。熱管理を考慮し、柔軟な部品と干渉する可能性のあるコンポーネントの配置を避けてください。このステップは、パフォーマンスと製造性を考慮してレイアウトを最適化するのに役立ちます。

トレースルーティング:銅配線を基板上に配線し、重要な信号をできるだけ硬いコンポーネントに配置します。インピーダンスマッチング、ノイズ管理、高速信号の交差の回避には細心の注意を払ってください。シグナルインテグリティのベストプラクティスに従い、リジッドフレックス設計の特定の要件を考慮してください。

柔軟な設計:リジッド配線が完了したら、プリント基板のフレキシブル部分の配線に集中します。メーカーが提供するスタックアップ、トレース幅、間隔の要件に注意してください。信頼性と耐久性を確保するために、設計がメーカーのフレックス PCB 設計ガイドラインに従っていることを確認してください。

設計を検証します。適切なソフトウェア ツールを使用して、徹底的な設計チェックを実行します。これには、デザイン ルール チェック (DRC)、電気的ルール チェック (ERC)、およびシグナル インテグリティ分析が含まれます。設計がすべての要件を満たしており、適切な機能が保証されていることを確認します。

製造文書の生成:メーカーの要件に従って、必要なすべての製造文書を生成します。これには、ガーバー ファイル、ドリル ファイル、アセンブリ図面の作成が含まれます。製造文書が設計を正確に反映し、製造と組み立てに必要なすべての情報が提供されていることを確認します。

メーカーによるレビュー:選択したメーカーと緊密に連携して設計を検討し、製造および組み立て能力を満たしていることを確認します。メーカーと協力して質問や懸念事項を解決し、設計に必要な調整を行ってください。

リジッドフレックスPCB設計用のツールとソフトウェア:

リジッドフレックス回路の設計では、正確で信頼性の高い結果を保証するために、専用のツールとソフトウェアを使用する必要があります。ここにあります

業界で使用されているいくつかの人気のあるソフトウェア ツール:

ａ．アルティウムのデザイナー:包括的な設計機能で知られる Altium Designer は、3D モデリング、デザイン ルール チェック、シグナル インテグリティ解析、およびユーザー フレンドリーなインターフェイスを提供します。

b.ケイデンス アレグロ:Cadence Allegro は、リジッドフレックス PCB を設計するための強力なツール セットを提供します。配線、高速設計、制約管理のための高度な機能を提供します。

c.メンターエクスペディション:Mentor Xpedition は、リジッドフレックス PCB を含む複雑な PCB 設計に広く使用されています。広範なコンポーネント ライブラリ、包括的なデザイン ルール チェック、信号整合性解析を提供します。

d.イーグル基板:Eagle PCB は、初心者や小規模プロジェクトに人気の選択肢です。直感的なインターフェイス、回路図キャプチャおよびレイアウト エディタ、および柔軟なデザイン ルール構成を提供します。

e.またはCAD:OrCAD PCB Designer は、リジッド フレキシブル PCB を含む完全な PCB 設計をサポートする多用途のソフトウェア パッケージです。製造可能性設計 (DFM) チェック、リアルタイムの設計フィードバック、高速配線などの機能を提供します。

f.ソリッドワークス:これは、PCB 設計ソフトウェアと組み合わせて使用​​して、PCB フレックス コンポーネントの正確な 3D モデルを作成できる、人気のある機械設計ソフトウェアです。これにより、組み立てられた状態の PCB を視覚化でき、潜在的な干渉や取り付けの問題を特定するのに役立ちます。

g.パッド:PADS は、Mentor Graphics の PCB 設計ソフトウェアであり、包括的な設計およびシミュレーション機能を提供します。柔軟なデザインルールチェックやダイナミックな 3D 視覚化など、リジッドフレックス PCB 設計に合わせた機能を提供します。

h.キカド:KiCad は、リジッドフレックス PCB 設計のための包括的な設計ツールを提供するオープンソース PCB 設計ソフトウェアです。直感的なインターフェイス、回路図キャプチャおよびレイアウト エディタ機能を提供し、柔軟な PCB 設計と配線をサポートします。

私。 SOLIDWORKS PCB:このソフトウェアは機械設計機能と電気設計機能を組み合わせており、リジッドフレックス基板の設計に最適です。これにより、機械設計チームと電気設計チーム間の効率的なコラボレーションが可能になり、PCB フレックス コンポーネントとリジッド コンポーネントの正確な統合が保証されます。

リジッドフレックス PCB 設計用のソフトウェア ツールを選択する場合は、設計の複雑さ、設計チームの専門知識、予算の制約などの要素を考慮することが重要です。決定を下す前に、さまざまなツールの特徴、機能性、使いやすさを評価することをお勧めします。深センカペルは、2009 年以来リジッドフレキシブル回路基板を製造しています。ご質問がございましたら、お気軽にお問い合わせください。

セミリジッドフレックス PCB のテストと製造:

設計が完了したら、実装を成功させるには、テストと製造に関する考慮事項を組み合わせることが重要です

リジッドフレックスPCBの。テストおよび製造プロセスにおける重要な手順をいくつか示します。

ａ．試作開発：リジッドフレックス PCB 設計のプロトタイプは、量産に入る前に作成する必要があります。プロトタイピングにより、設計の徹底的なテストと検証が可能になります。設計上の欠陥や潜在的な問題を早期に発見し、必要な修正を行うことができます。

b.製造レビュー:メーカーと緊密に連携して、設計がレビューされ、製造および組み立てが可能であることが確認されます。材料の選択、スタックアップ設計、硬い領域と柔軟な領域の特定の要件などの製造上の推奨事項について話し合います。このステップは、製造および組み立てプロセスをスムーズに行うために重要です。

c.テスト容易性のための設計 (DFT):リジッドフレックス PCB のテスト容易性を高める設計面を考慮してください。テスト ポイント、アクセス ボード、ビルトイン セルフ テスト (BIST) などの機能を実装して、製造中および製品ライフサイクル全体にわたるテストを容易にします。 DFT の考慮事項は、テスト プロセスを簡素化し、潜在的な問題を検出するのに役立ちます。

d.自動光学検査 (AOI):AOI システムを利用して、製造されたリジッドフレックス PCB の自動光学検査を実行します。 AOI システムは、ショート、オープン、コンポーネントの位置ずれ、はんだ接合などの潜在的な製造欠陥を検出できます。このステップにより、製造されたボードの品質と信頼性が保証されます。

e.信頼性テスト:製造されたリジッドフレックス基板に対して厳しい信頼性試験が実施されます。このテストには、環境ストレステスト、熱サイクルテスト、振動テスト、およびボードの機能テストが含まれます。信頼性テストでは、実際の条件下で PCB の耐久性とパフォーマンスを検証します。

F. 設計ドキュメント:部品表 (BOM)、アセンブリ図面、テスト計画、テスト仕様書などの包括的な設計文書を維持します。この文書は、トラブルシューティング、修復、将来の改訂に不可欠です。製品ライフサイクル全体の参考として使用できます。

これらの手順に従うことで、Capel PCB メーカーはリジッドフレックス基板のテストと製造を確実に成功させることができ、その結果、高品質で信頼性の高い製品が得られます。

要約すれば：

リジッド フレキシブル プリント基板の設計と製造には、関連する機械的、電気的、製造的側面を十分に理解する必要があります。このガイドで概説されている原則に従って、Capel は堅牢で信頼性の高いリジッドフレックス PCB の設計、テスト、製造を確実に成功させます。リジッドフレックスはスペースを節約し、耐久性と柔軟性を強化するため、さまざまな業界で価値のあるソリューションとなっています。リジッドフレックス PCB の可能性を最大限に活用し、電子設計の革新に貢献するには、最新の設計ツール、材料、製造プロセスを常に最新の状態に保つことが重要です。これらの戦略を実行することで、カペルはエレクトロニクス業界の絶えず変化するニーズを満たす最先端の PCB ソリューションを生み出します。
Shenzhen Capel Technology Co., Ltd.は、2009 年に独自のリジッド フレックス PCB 工場を設立し、プロのフレックス リジッド PCB メーカーです。 15 年の豊富なプロジェクト経験、厳密なプロセス フロー、優れた技術力、高度な自動化機器、包括的な品質管理システムを備えた Capel は、世界中の顧客に高精度、高品質のリジッド フレックス ボード、Hdi Rigid を提供する専門家チームを擁しています。フレックス PCB、リジッド フレックス PCB 製造、ファスト ターン リジッド フレックス PCB、クイック ターン PCB プロトタイプ。当社の応答性の高いプリセールスおよびアフターセールス技術サービスとタイムリーな納品により、クライアントはプロジェクトの市場機会を迅速に掴むことができます。