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ステップ構造リジッドフレックスPCB

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概要

アイテム リジッドフレックス PCB
最大レイヤー 36L
内層の最小トレース/スペース 3/3ミル
アウトレイヤーの最小トレース/スペース 3.5/4ミリ
内層最大銅 6オンス
アウトレイヤーマックス銅 3オンス
最小機械穴あけ 0.15mm
最小レーザー穴あけ 0.1mm
アスペクト比(機械穴あけ) 12:1
アスペクト比(レーザードリリング) 1:1
圧入穴公差 ±0.05mm
PTH 許容値 ±0.075mm
NPTH許容値 ±0.15mm
皿穴許容差 ±0.15mm
板厚 0.4~3mm
板厚公差(<1.0mm) ±0.1mm
板厚公差(≧1.0mm) ±10%
インピーダンス許容差 シングルエンド:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω)
差動:±5Ω(≦50Ω)、±10%(>50Ω)
最小基板サイズ 10*10mm
最大ボードサイズ 22.5*30インチ
輪郭許容差 ±0.1mm
最小 BGA 700万
最小SMT 7*10ミル
表面処理 ENIG、ゴールドフィンガー、浸漬シルバー、浸漬錫、HASL(LF)、OSP、ENEPIG、フラッシュゴールド、硬質金メッキ
戦士の表情 緑、黒、青、赤、マットグリーン
最小ソルダーマスククリアランス 150万
最小ソルダーマスクダム 300万
伝説 白、黒、赤、黄
凡例の最小幅/高さ 4/23ミル
ひずみフィレット幅 1.5±0.5mm
ボウ&ツイスト 0.05%

プリント基板をより小さく、より軽量にしたいと思いませんか?答えは「はい」であると確信しています。だからこそ、当社は最高の進歩、すなわちステップ構造リジッドフレックス PCB をお客様にお届けしました。この分野の進歩に伴い、PCB ボードは信頼性が高く、高機能になるように設計されています。 

では、これらのステップ構造のリジッドフレックス PCB には何がそんなに重要なのでしょうか?

まず、ステップ構造リジッドフレックス PCB は、リジッド PCB とフレキシブル PCB の利点を組み合わせたものです。このようにして、現代のエレクトロニクスのすべての課題を解決できます。 

ステップ構造リジッドフレックス PCB のすべてを 1 か所で調査できるように、詳細な記事を厳選しました。さぁ、始めよう。 

ステップ構造リジッドフレックス PCB について

まず、ステップ構造が実際に何を意味するのかを理解する必要があります。 「ステップ構造」とは、基本的に、PCB 上のリジッドなセクションからフレキシブルなセクションへの構造の変化を指します。 

簡単に言うと、基板の一部の部分は固体で柔軟性がなく、FR-4 などの通常の硬質 PCB 材料が使用されています。一方で、一部の部品には柔軟性があり、ポリイミドやポリエステルなどの曲げ可能な基板が使用されています。 

最も優れている点は、この階段状のデザインにより、硬い構造から柔軟な構造へのスムーズな移行が可能になることです。この階段状の設計には 2 つの目的があります。つまり、PCB 全体の構造的完全性を確保しながら、柔軟性が必要な領域での適応性を可能にします。

この革新的なデザインの目的は、電子機器内のスペースを最適化することです。実際、PCB ボードの剛性セクションの要素に機械的安定性も提供し、信頼性を高めます。 

簡略化された表

各ポイントを詳しく理解するための簡単な表を次に示します。 

側面 説明
構成 幸いなことに、ステップ構造のリジッドフレックス PCB は、単一の PCB 内にリジッド セクションとフレキシブル セクションの両方を組み合わせたものです。
使用材料 通常、剛性セクションには FR-4 などの材料が使用されます。柔軟な部分にはポリイミドまたはポリエステルが使用されます。
目的 主な目的は、 ステップ構造リジッドフレックス PCB は、構造の安定性と適応性のバランスを実現します。
移行ゾーン 剛性部から柔軟部へのスムーズな移行により応力集中を防ぎます。
コンポーネントの配置 剛性セクションはコンポーネントの安定性を実現し、柔軟なセクションは適応性を実現します。
接続性 リジッドセクションとフレキシブルセクションの両方にわたって、導電パスと信号トレースを慎重に配線する必要があります。
機械的安定性 剛性セクションはコンポーネントにサポートと安定性を提供します。
相互接続の削減 追加のコネクタやケーブルを用意する必要はありません。
製造技術 レーザー穴あけ加工や精密な積層などの高度な手法により、最適な剛性と柔軟性を実現します。
テストとシミュレーション 徹底的なテストとシミュレーションにより、PCB はさまざまな条件下でも良好に動作します。
標準化 一貫した設計、製造、テストのために標準が確立されています。

ステップ構造リジッドフレックス PCB の種類

フレキシブル基板とリジッド基板を組み合わせた一般的なタイプがいくつかあります。もっとよく見なさい:

  • 単層フレックス リジッドフレックス PCB: このタイプの構造には、リジッド層の間に単一のフレキシブル層が挟まれています。これは、一方向の柔軟性が必要なアプリケーションに使用できます。
  • 二層フレックスリジッドフレックスPCB: 次に、2 つの柔軟な層が剛体層の間に統合されたモデルができました。この設計により、多方向に柔軟性を持たせることができます。これにより、より多用途性が提供されます。
  • 多層フレックス リジッドフレックス PCB: このデザインには、硬い層の間に複数の柔軟な層があります。高レベルの統合と接続が必要な複雑な電子システムで使用できます。

他のタイプには、ダイナミック フレックス リジッド フレックス PCB、カスタマイズされたフレックス リジッド フレックス PCB、トーション フレックス リジッド フレックス PCB などが含まれます。   

ステップ構造リジッドフレックス PCB のセクション

ステップ構造のリジッドフレックス PCB ボードには個別のセクションがあり、それぞれに特定の目的があります。剛性と柔軟性のバランスを維持します。セクションの一部は次のとおりです。

  • 硬質セクション: このセクションには FR-4 のような硬質 PCB 材料が使用されています。この領域の主な目的は、基板上のコンポーネントに構造的安定性と機械的サポートを提供することです。現在、コネクタ、スイッチ、集積回路などのコンポーネントは、剛性セクションのおかげですべてしっかりと立っています。  
  • フレキシブルセクション: したがって、曲げ可能な基材、つまりポリアミドやポリエステルを組み込むには、フレキシブルセクションが必要です。これらの領域により、強度を失うことなくボード全体が曲がったり動いたりすることができます。これは、形状を変更したり移動したりする必要があるデバイスに役立ちます。 
  • トランジションゾーン: ボードがソリッドからフレキシブルに変化するエリアです。しかし、その変化は小さな一歩のように徐々に起こります。したがって、ボード上の特定の場所に過度のストレスがかからないようにする必要があります。このようにして、さまざまなニーズに適応しながらボードの強度を維持します。
  • コンポーネント取り付け領域: 固体セクションには、コンポーネントを取り付けるために確保されている特定のスポットがあります。たとえば、コネクタがこれらの領域に配置され、接続が適切に行われ、安全に保たれるようになります。設計者は効率的に使用できるよう、これらのスポットを慎重に選択します。
  • 信号トレースと導電性パス: 固体部分と曲がりやすい部分の両方に、電気信号を運ぶパスがあります。これらのパスは、ボードが曲がったり曲がったりした場合でも、コンポーネント間で信号がスムーズに移動できるように慎重に計画されています。
  • 曲げ半径ゾーン: 柔軟な領域では、設計者はボードが損傷することなく処理できる最小の曲げを考慮します。曲がりやすい部分に過度の負担がかからないようにする場合、これらのゾーンが重要であることはご存知でしょう。これにより、特に頻繁に曲がるデバイスでは、ボードの寿命が長くなります。 
  • コネクタおよびインターフェイス領域: ソリッドセクションは、コネクタおよびインターフェイスの取り付けに使用されます。これにより、強力な基盤が得られます。強力な素材により、これらの重要な部品の信頼性が高まり、確実に機能します。 

ステップ構造リジッドフレックス PCB のさまざまなセクションを理解したところで、次はその利点について先に進む必要があります。

ステップ構造リジッドフレックス基板のメリット

すでにご存知のとおり、ステップ構造のリジッドフレックス PCB は、単一の回路基板内にリジッド要素とフレキシブル要素の両方を組み合わせることができます。さらにいくつかの利点を見てみましょう。 

スペースの最適化

ステップ構造リジッドフレックス PCB を使用する主な理由は、スペースの効率的な利用です。剛性の高いセクションにコンポーネントが高密度に詰め込まれているという優れた戦略を持っています。必要なコネクタや取り付けポイントも表示される場合があります。このようにして、設計者はよりコンパクトで省スペースなレイアウトを実現できます。 

これは、ウェアラブル デバイス、医療インプラント、航空宇宙エレクトロニクスなど、1 平方ミリメートルが重要となるアプリケーションでは特に重要です。

信頼性の向上

従来のリジッド PCB は、その構造的安定性と堅牢性で知られています。一方、フレキシブル PCB は、曲げや柔軟性が必要なアプリケーションに適しています。幸いなことに、ステップ構造のリジッドフレックス PCB は両方の長所を兼ね備えており、その結果信頼性が向上します。 

剛性セクションはコンポーネントとコネクタを機械的にサポートし、取り扱いやストレスによる損傷のリスクを軽減します。対照的に、柔軟なセクションは、デバイス内での曲げや折り畳みの必要性に対応します。

相互接続の削減

相互接続は、あらゆる電子システムにおいて潜在的な障害点となります。ステップ構造のリジッドフレックス PCB により、追加のコネクタやケーブルの必要性が最小限に抑えられ、相互接続の総数が削減されます。これにより、信頼性が向上するだけでなく、組み立てプロセスが簡素化され、生産コストの削減にもつながります。

減量

硬い部分と柔軟な部分を組み合わせることで、材料の過剰な使用をなくすことができます。したがって、デザイン全体の重量が軽くなります。自動車エレクトロニクスや航空宇宙などの用途に有益です。特に重量が重要な要素となる場合。 

他の作業に進む前に、設計上の考慮事項をいくつか説明します。

設計上の考慮事項

ステップ構造の作成 リジッドフレックスPCB スキルが必要であり、いくつかの特定の側面を知っている必要があります。いくつかの考慮事項をお読みください。

材料の選択

プロセスを開始するには、まず適切な素材を選択する必要があります。剛性と柔軟性の適切なバランスを実現するのに役立ちます。通常、剛性セクションには標準の FR-4 または同様の材料が使用されますが、柔軟なセクションにはポリイミドまたはポリエステル基板が使用される場合があります。 

これらの材料の適切な互換性は、機械的故障などの問題を解決するのに役立ちます。

レイヤースタックアップ設計

PCB ボードのパフォーマンスにとって重要であるため、レイヤーを常に積み重ねることを忘れないでください。リジッド層とフレキシブル層の配置を慎重に計画します。シグナルインテグリティ、インピーダンス制御、熱管理などの要素を常に考慮してください。 

適切に最適化された層スタックアップにより、PCB の最高の機能と信頼性が得られることがわかります。 

曲げ半径と柔軟性の要件

次に、フレキシブルセクションの曲げ要件を理解する必要があります。これは、操作中の損傷を防ぐために重要です。 PCB のフレキシブル部分の最小曲げ半径を必ず決定してください。ただし、コンポーネント、配線、ビアが機能を損なうことなくこれらの曲げ制約に対応できることを確認してください。

コネクタの配置

コネクタの配置は、セットアップ全体における重要な考慮事項です。剛性セクションは、安定した機械的アンカーを必要とするコネクタやその他のコンポーネントの取り付けによく使用されます。コネクタの適切な配置と強化は、結果の信頼性と耐久性に貢献します。

アプリケーション

ステップ構造リジッドフレックス PCB は、その独特の特性により、多くのアプリケーションや業界で使用されています。たとえば、スペース効率と信頼性が高く、軽量化などが実現されます。注目すべきオプションは次のとおりです。 

ウェアラブルエレクトロニクス

ウェアラブル デバイスにとってサイズと柔軟性がいかに重要であるかはご存知のとおり、ステップ構造のリジッドフレックス PCB はそれに最適なソリューションです。センサー、マイクロコントローラー、通信設定などを 1 つのデバイスに含めることができます。これが可能なのは、ステップ構造のリジッドフレックス基板が軽量かつコンパクトだからです。 

医療機器

ステップ構造のリジッドフレックス PCB は、医療用インプラントやポータブル機器に役立ちます。その理由は、これらのデバイスには剛性と柔軟性の完璧な組み合わせが必要だからです。最も優れている点は、PCB 構造をニーズに合わせて調整できることです。このようにして、人体に適した、信頼性が高く互換性のあるデバイスを手に入れることができます。

カーエレクトロニクス

同様に、自動車産業も遅れをとっていません。ステップ構造リジッドフレックス PCB の利点も同様に享受しています。最も重要な利点は、省スペース機能と、それを ADAS やインフォテインメント システムなどで使用できることです。 

航空宇宙と防衛

航空宇宙産業では重量要素が重要です。そこで、ステップ構造のリジッドフレックス基板を採用することで軽量化と燃費向上を図ることができます。これによりパフォーマンスが向上し、ナビゲーション システムや制御システムなどにも役立ちます。 

ステップ構造のリジッドフレックス PCB は多くの業界で使用できますが、いくつかの課題に直面しなければならない場合があります。 

ステップ構造リジッドフレックス PCB の課題

ステップ構造リジッドフレックス PCB の課題を十分に理解したら、それに応じて要件を調整してください。

材料の革新

ステップ構造のリジッドフレキシブル PCB はアプリケーションをスムーズに実行できますが、科学者は新しい改良された材料を使用して PCB を改善することに取り組んでいます。しかし、まだ研究が進行中であり、このモデルを見つけるにはさらに時間がかかるでしょう。 

製造技術

剛性と柔軟性を適切に組み合わせたい場合は、作成時に注意する必要があります。レーザー穴あけなどの高度な方法や、レイヤーを組み合わせる特別な方法を使用できます。これにより、これらの PCB の機能がさらに向上します。

シミュレーションとテスト

ご存知のとおり、ステップ構造のリジッドフレックス PCB は取り扱いが難しいです。設計者は、うまく機能することを確認するために多くのテストとチェックを行う必要があります。さまざまな状況下で PCB がどのように動作するかを確認するために、コンピュータ シミュレーションを使用する必要がある場合があります。これは、すべての要件を満たし、確実に動作する PCB を入手するのに役立ちます。

標準化

ステップ構造のリジッドフレックス PCB を使用する業界が増えるにつれ、全員に共通のルールを設ける必要性も高まっています。これらを標準と呼ぶこともできますが、設計者、製造者、テスターなどが共同作業を容易にするものです。全員がチームとして協力すれば、最終的に最高品質の PCB が得られます。 

まとめ!

ステップ構造リジッドフレックス PCB は、PCB 設計の分野で確実に前進すると自信を持って言えます。これらの PCB は、医療用電子機器、自動車システム、航空宇宙用途などの応用分野の世界を変える可能性があります。デバイスの可能性を最大限に引き出したい場合は、ステップ構造のリジッドフレックス PCB を使用してください。

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