リジッドフレキのデザイン
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リジッドフレックスとは何ですか?
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名前が示すように、フレキシブルプリント回路は、柔軟な絶縁フィルムに印刷された導体のパターンです。リジッドフレックスは、画像に示されているように、フレキシブル回路とリジッド回路の両方の組み合わせであるプリント回路に与えられた名前です。
フレキシブル回路技術は、宇宙プログラムのために、スペースと重量を節約する目的で最初に開発されました。今日では、スペースと重量を節約するだけでなく、携帯電話やタブレットなどの携帯機器に理想的であること、パッケージングの複雑さを減らし、製品の信頼性を向上させ、コストを削減できるため、人気があります。
フレキシブル回路は通常、静的フレキシブル回路と動的フレキシブル回路の2つの使用クラスに分けられます。静的フレキシブル回路(使用Aとも呼ばれる)は、組み立てやサービス中に最小限の曲げが生じるものです。動的フレキシブル回路(使用Bとも呼ばれる)は、ディスクドライブのヘッド、プリンターのヘッド、またはラップトップ画面のヒンジ部分など、頻繁に曲げられるように設計されたものです。この区別は、材料選択と構造方法論の両方に影響を与えるため、重要です。リジッドフレックスとして製造できるレイヤースタックアップ構成はいくつかあり、それぞれに電気的、物理的、およびコストの利点があります。
機械的リジッドフレックス設計
フレックス回路またはリジッドフレックス回路の設計は、非常に電気機械的なプロセスです。どんなPCBを設計するにしても三次元の設計プロセスが必要ですが、フレックスまたはリジッドフレックス設計の場合、三次元の要件はさらに重要になります。なぜでしょうか?リジッドフレックス基板は製品のエンクロージャ内の複数の表面に取り付けられる可能性があり、取り付けや折りたたみプロセスは製品の組み立てが行われる際に発生するからです。
ECAD PCBエディターとMCADで、2つのリジッド領域がフレキシブル領域で接続された基板。
従来の方法で、折りたたみ基板がその筐体内に収まることを確認するためには、機械的なモックアップを作成することが一般的でした。これは「ペーパードールカットアウト」として知られています。この方法の性質上、必要な精度とリアリズムを達成することは難しいです。Altiumは、この課題を解決するためにCoDesignerを提供しています。これは、洗練された機械から電子設計へのインターフェース技術です。CoDesignerを使用すると、エンジニアは基板の形状とコンポーネントの変更をECADとMCADの設計領域間で行き来させることができます。
リジッドフレックスPCBの設計
新しいリジッドフレックス機能の使用には、以下の変更がアドバンスド設定で必要です: - Legacy.PCB.RigidFlex オプションを無効にして、新しい領域定義と曲げ線機能にアクセスしてください。
プリント基板は、一つ上の別の層に積み重ねられた一連の層として設計されています。従来のリジッドプリント基板の場合、基板の形状はX-Y平面で基板を定義し、層の積み重ねがZ平面で基板を定義します。X-Y基板の形状は、メインのPCB編集ウィンドウで定義され、層はレイヤースタックマネージャーで設定されます。リジッドフレックスPCBでは、完成したプリント基板には1つ以上のゾーンまたは領域があり、それぞれの領域で異なる層のセットを使用することができます。
リジッドフレックス基板を設計するには、以下のことが必要です:
- リジッドフレックスモードを有効にする(レイヤースタックマネージャー、Tools » Features » Rigid-Flexコマンド)
- ボードの各領域に必要なサブスタックを定義し、それらのサブスタックがZ平面でどのように整列するかを設定します。
- 各領域の形状を定義し、領域をX-Y平面で接続し、各領域に正しいサブスタックを割り当てます。
リジッドフレックスの有効化
現代のリジッドフレックスプリント基板に存在する複雑な構造をサポートするために、Z平面エディターであるレイヤースタックマネージャーは、ボードの構造を編集するための異なる表示モードを提供します。リジッドフレックス設計に必要なサブスタックを作成し、整列させるために、Design » Layer Stack Managerコマンドを選択してレイヤースタックマネージャーを開きます。
レイヤースタックマネージャーを開くと、現在のボードレイヤーのスタックアップが表示されます。新しいPCBの場合、これはシンプルな2層ボードになります。リジッドフレックスボードを設計するために必要な機能を有効にするには、Tools » FeaturesのサブメニューまたはFeaturesボタンからRigid-Flexを選択します。
リジッドフレックスモードを有効にしてリジッドフレックス基板を設定します。これは、Toolsメニューから、またはFeaturesボタンをクリックして行います(画像にカーソルを合わせると表示されます)。
リジッドフレックスが有効になると、表示が上に示されたスタックアップモードから下に示されたボードモードに変わります。レイヤースタックマネージャの右上にあるナビゲーションバーを使用して、スタックアップとボードモードの間を移動します。下の画像で強調表示されています。
レイヤースタックマネージャーのボードモードは、リジッドフレックス設計におけるサブスタックを定義するために使用されます。
レイヤースタックマネージャーのボードモードは以下のために使用されます:
- サブスタックを追加する。
- 隣接するサブスタック間のレイヤーの関係を設定する - レイヤーが共有されているか(共通)、またはそのサブスタック内でレイヤーがユニークか(個別)。
- 隣接するレイヤーが隣のサブスタックに侵入するかどうかを設定する。
- 追加のブランチを追加する(ブランチは、設計が単一の剛性セクションから複数のフレックスセクションが放射する場合に使用されます - これについてはブランチの作成セクションで詳しく説明します)。
レイヤースタックの設定
ボードには任意の数のサブスタックを含めることができます。全体のボード構造を視覚化するのに役立つ一つのアプローチは、ボードの各領域に対してサブスタックを定義することです。ただし、これは必須ではありません。最小要件は、全体の設計で必要なユニークなレイヤーセットごとにサブスタックを作成することです。必要に応じて、複数の領域に同じサブスタックを割り当てることができます。
以下の動画は、3つのユニークなサブスタックを使用している9つのボード領域を持つリジッドフレックスボードを示しています。 各サブスタックは、必要に応じて任意の回数、ボード領域に割り当てることができます。
各サブスタックはセクション内で作成されます。なぜセクションが必要なのでしょうか?それは、1つのセクション内に複数のサブスタックを作成できる機能を使用する場合、つまり、本の背表紙スタイルのリジッドフレックスボード(2つのリジッド領域が複数のフレックス領域によって接続されている)を作成している場合に必要だからです。下の画像は、レイヤースタックの中央セクションにある2つのフレックスサブスタック、FlexUpperとFlexLowerを示しています。
本の背表紙スタイルのリジッドフレックスPCB、中央セクションに2つのサブスタックがあることに注意してください。
レイヤースタックマネージャーでボードモードで作業する:
- リジッドフレックスモードが有効になると、レイヤースタックマネージャーがボードモードで開き、新しいサブスタックが追加され、隣接するサブスタックと整列されます。
- 選択されたサブスタックのレイヤーとレイヤー属性を編集するには(選択は上記のように淡い青のアウトラインで示されます)、サブスタックをダブルクリックするか、 を使用して必要なサブスタックを選択し、スタックアップモードを開きます。ここで、そのサブスタック内の個々のレイヤーを編集できます。必要に応じてレイヤーを追加し、設定します。 レイヤースタックマネージャーナビゲーションバー
-
サブスタックの編集後にボードモードに戻るには、 のホームボタン レイヤースタックマネージャーナビゲーションバー
をクリックします。
新しいサブスタックの追加と編集
サブスタックの追加と削除に使用されるだけでなく、ボードモードはスタックアップが共通レイヤーを使用するか個別レイヤーを使用するかを設定するのにも使われます。
現在選択されているレイヤーから新しいサブスタックが作成されます。
新しいサブスタックの作成:
-
新しいサブスタックは、現在選択されているレイヤー(淡い青でハイライト表示)から作成されます。新しいサブスタックに必要なレイヤーを選択する最初のステップは以下の通りです:
- 左クリックでサブスタック全体を選択します。
- Shift+クリックでサブスタック内の単一レイヤーを選択します。選択したレイヤーのセットを構築するために、他のレイヤー上でShift+クリックを続けます。あるいは、必要な最初のレイヤー上でShift+クリックし、直接最後のレイヤーに移動してShift+クリックすることでそれを選択します。間の全てのレイヤーも選択されます。
-
選択したレイヤーを使用して新しいサブスタックを追加するには、
ボタンをクリックし、適切なコマンドを選択します:
- Insert Selected before - 現在選択されているサブスタックの左に新しいサブスタックを作成します
- Insert Selected after - 現在選択されているサブスタックの右に新しいサブスタックを作成します
- Insert Selected into - 現在選択されているサブスタックと同じセクションに新しいサブスタックを作成します。
- Branch - 現在選択されているサブスタックから始まる新しいブランチを作成します。ブランチについては以下で詳しく説明します。
- または、選択したレイヤーのセットをボードビューで水平にドラッグアンドドロップして、それらのレイヤーの新しいサブスタックを作成することもできます(上記のビデオで示されています)。
- 新しいサブスタックが作成されたら、サブスタックをダブルクリックしてスタックアップモードのレイヤースタックマネージャーで編集を開始します。
- フレックス領域にカバーレイを追加する予定の場合、スタックアップモードでフレックスサブスタックが開かれているときにPropertiesパネルでIs Flexオプションを有効にします。
-
必要に応じてサブスタックレイヤーを設定し、 のホームボタン レイヤースタックマネージャーナビゲーションバー
をクリックしてボードモードに戻ります。
- Propertiesパネルでサブスタックの名前を編集して、全体の設計でのその機能を反映させます。
- リジッドフレックス設計の各領域にサブスタックを追加し続けます。
材料使用
隣接する層ごとに異なる材料を使用できるように、個別材料使用オプションを有効にします。
リジッドフレックス設計では、リジッド領域とフレックス領域を通じて共通の銅層と誘電体層がありますが、カバーレイのような異なる外部誘電体層があります。これを設計者が管理しやすくするために、選択されたサブスタックのプロパティにはMaterial Usageオプションが含まれています。
- Common - 材料の使用法は、最少の層数を持つサブスタックの全ての層が、隣接するサブスタックの層(およびその特性)と同一でなければならないことを意味します。これには、共通の銅/誘電体層だけでなく、カバーレイなどの特別な目的の外部誘電体層も含まれます。
- Individual - Individualモードを有効にすると、このサブスタックで異なる材料の組み合わせを許可します。
ブランチの作成
設計にボードビューでモデル化できないスタックアップの構造がある場合、ブランチ機能が必要です。下の画像に示されている例では、メインボードの異なる層から放射する4つのフレキシブル領域があり、各フレックス領域の端には小さなリジッド領域があります。4つのフレックス領域をブランチを使用せずにメインボードに接続することは可能ですが、各フレックス領域の端に小さなリジッド領域を作成することはできません。
選択された領域、ConnectorRegion4には、Substack ConnectorRigid4が割り当てられています。
このボードはBranch機能の使用を必要とします。BranchはSubstackから成長し、一つのSubstackからは複数のBranchが放射状に伸びることができます。この例では、MainBoard Substackには4つのBranchがあります。FirstFlexBranch
、SecondFlexBranch
、ThirdFlexBranch
、そしてForthFlexBranch
です。
ナビゲーションバーのコントロールを使用して、一つのブランチから別のブランチに切り替えます。
ブランチの操作:
- ブランチは現在選択されているサブスタックを基に作成されます。ブランチを追加する前に必要なサブスタックを選択してください。
-
ボタンをクリックし、メニューからBranchを選択します。新しいブランチが表示され、ブランチ元の共通サブスタックのみが含まれます。Propertiesパネルで適切なブランチ名を入力してください。
- 必要に応じて新しいサブスタックをブランチに追加します。
- レイヤースタックマネージャーのナビゲーションバーを使用して、 ことができます。 他のブランチに切り替える
ボード形状と領域の定義
レイヤースタックは、Z平面、つまり垂直方向でボードを定義します。PCBエディタでは、ボードがXおよびY平面で占める領域はボード形状によって定義されます。ボード形状は、任意の角度にある直線または曲線のエッジを持つ、任意の形状の多角形領域であり、任意の形状のカットアウト(内部穴)も含むことができます。
全体のボード形状と様々なリジッドおよびフレックス領域を定義するために使用できる技術は2つあります:
- 全体のボード形状を定義し、それを領域に分割します。ボード形状の定義についてもっと学びましょう。
- 最終的なボード形状を構築するために、各リジッドおよびフレックスボード領域をワークスペースに配置します。ボード領域の配置についてもっと学びましょう。
最終形状は、これら2つの技術を混合して作成することができます。
ボード形状の定義
基板形状は、基板領域のセットによって定義されます。このビデオは、これらの領域が作成される2つの方法を示しています。
基板形状の定義:
- 基板の形状は、ボードプランニングモードで対話的に定義することができます(View » Board Planning Mode)、または2Dレイアウトモードで既存のアウトラインに基づいて定義することができます(View » 2D Layout Mode)。
- 既存のアウトラインから基板の形状を定義するには、2Dレイアウトモードでアウトラインを選択し、Design » Board Shape » Define from selected objectsコマンド(またはTools » Convert » Create Board Region from selected primitivesコマンド)を実行します。ソフトウェアは、選択したトラック/アークオブジェクトの中心線に沿ってトレースして、基板形状の外縁を定義します。
-
基板の形状を対話的に定義するには、ボードプランニングモードに切り替えてPlace » Board Regionコマンドを選択します(またはアクティブバー上の
ボタンをクリックします)。標準の領域オブジェクト配置動作が適用され、このプロセスを支援するためにスナップグリッドとワークスペースガイドを使用します。 で基板形状オプションを有効にすると、基板領域編集中の制御レベルが最も高くなります。 スナップオプションパレットスナップ動作の理解についてもっと学びましょう。
- 必要な数の領域を配置します。領域は重なるように描画できますが、これはフレックス領域がリジッド領域にどの程度重なるかを定義するものではなく、それはスタックアップ定義の侵入値によって定義されます。
- 各領域に名前を定義し、レイヤースタックを割り当てるには、領域を選択し、PropertiesパネルのBoard Regionモードでプロパティを編集します。
-
基板領域を2つの小さな領域に分割するには、Design » Slice Board Regionコマンドを使用します(またはアクティブバー上の
ボタンをクリックします)。スライスツールは、45°、90°、45°アーク、90°アーク、任意の角度を含む標準の線配置コーナリングモードを使用し、スライシング中にモードを変更するにはShift+Spacebarを押します。
- 既存の基板領域の位置と形状は、標準の多角形オブジェクト編集技術を使用して編集できます。
► ボード形状の定義についてもっと学ぶ
ベンドの定義
リジッドフレックス基板の柔軟なセクションの曲げは、曲げ線を配置することで定義されます。曲げ線は直線のオブジェクトであり、そのプロパティはBendモードのPropertiesパネルで編集されます。
曲げ線の配置
- 曲げ線はボード計画モードで配置されます(1 ショートカット)。
-
曲げ線を配置するには、Place » Define Bending Lineコマンドを実行します(または アクティブバー 上の
ボタンをクリックします)。柔軟なボード領域を横切るように曲げ線を配置します。曲げ線の開始と終了が領域の各端に正確に触れる必要はありません。ソフトウェアは自動的にそれを延長(短すぎる場合)または縮小(長すぎる場合)します。曲げ線の少なくとも一方の端が領域の端に触れるか、または通過する必要があります。
-
曲げのプロパティを編集するには、それを選択し、PropertiesパネルのBendモードで設定を編集します:
-
曲げゾーンは緑とオレンジ色で表示され、ゾーン内の任意の場所をクリックしてその曲げを選択します。
-
各曲げには名前を付けることができ、簡単に識別できます。
-
曲げが正しいサブスタック領域に適用されていることを確認します。利用可能な領域はStack Regionsセクションにリストされています。
-
必要に応じて、曲げゾーンのRadiusとBend Angleを設定します。
-
曲げはその折りたたみインデックスの順に折りたたまれます。折りたたみ順序が重要な場合はこの機能を使用して確認します。
-
-
曲げ線を移動するには、各端のハンドルをクリックしてドラッグします。
-
曲げ線はボードの切り抜きエッジに適用できます。
-
選択した曲げは、頂点の1つをクリックして保持し、キーボードでDeleteを押すことで削除できます。
► Bending Linesについてもっと学ぶ
フレックス領域にカバーレイを含む
リジッドフレックス基板の一般的な特徴は、カバーレイ材料の選択的な使用です。この絶縁層は、基板の特定の領域にカットしてラミネートされ、この選択的な使用のために、カバーレイはビキニカバーレイとも呼ばれます。カバーレイ層はレイヤースタックマネージャーで追加され、カバーレイがその基板の領域に対して有効にされた後、ボードプランニングモードでカバーレイオブジェクトの形状を操作できます。
カバーレイの追加と設定
カバーレイ層はレイヤースタックマネージャーで追加されます。カバーレイ層を追加するには:
- フレックスサブスタックのIs Flexオプションを有効にします。
- 適切なレイヤーを右クリックし、Insert layer above (below) » Coverlayコマンドを選択してカバーレイを追加します。
- カバーレイのプロパティを定義します。これには、Coverlay expansionプロパティが含まれます。
- レイヤースタックを保存して、ボード上の変更を反映させます。
- ボード計画モードでは、スタックに追加された各カバーレイレイヤーに対して追加のタブが表示されるようになります。カバーレイの色はレイヤースタックマネージャーで割り当てられた色ではなく、レイヤーの色(View Configurationパネル)によって定義されることに注意してください。
サブスタックにカバーレイ層を追加し、レイヤースタックマネージャーで層のプロパティを設定します。
カバーレイの有効化と表示
カバーレイ層がサブスタックに追加される前にそのサブスタックがボード領域に割り当てられた場合、サブスタックがボード領域に割り当てられるとカバーレイオブジェクトが表示されます。
サブスタックにカバーレイ層が追加される場合、そのサブスタックが既にボード領域に割り当てられた後であれば、その領域にカバーレイを追加する必要があります。カバーレイは、ボード領域を選択して、ボードプランニングモードで以下のいずれかの方法で追加できます:
- 領域を右クリックして、Coverlay Actions » Add Coverlayコマンドを選択するか、
- Propertiesパネルのボード領域モードでAdd Coverlayボタンをクリックします。
LSMでカバーレイが追加される前にボード領域にサブスタックが割り当てられていた場合、右クリックコマンドまたはパネルボタンを使用してその領域にそれらを追加します。
カバーレイの編集または追加配置
カバーレイは、以下の画像に示されているように、追加されたボード領域全体を覆うように自動的に追加されます(レイヤースタックマネージャーで定義されたカバーレイ拡張値に従って)。追加のはんだマスク層のように振る舞い、適用可能なはんだマスク拡張設計ルールに従って、またははんだマスク拡張設定が設計ルールを上書きするように構成されている場合はパッドの設定に従って、コンポーネントパッドのための開口部が自動的に作成されます。
コンポーネントパッドのためのカバーレイ内の開口部は、適用可能なはんだマスク拡張設計ルールによって制御されます(これはローカルパッド設定によって上書き可能です)。
カバーレイを編集するには:
- ボードプランニングモードに切り替えます。
- 適切なレイヤータブをクリックして、カバーレイレイヤーをアクティブレイヤーにします(カバーレイレイヤーはView Configurationパネルで表示可能にする必要があるかもしれません)。
- 自動カバーレイは多角形オブジェクトとして形成され、必要に応じて選択および再形成(または削除)できます。
- 必要に応じて、ユーザー定義のカバーレイ形状をDesign » Place Coverlay PolygonおよびDesign » Place Coverlay Cutoutコマンドを使用して配置することもできます。
カスタムカバーレイの一部が配置され、これから切り抜きが定義されようとしています。
カバーレイレイヤーの出力が生成される方法
出力が生成されると、各レイヤーは別々のデータとして出力されます。例えば、Gerberが生成される場合、トップソルダーマスクは一つのGerberファイルに書き込まれ、トップカバーレイは別のGerberファイルに書き込まれます。
カバーレイの出力は2つのカテゴリーに分けられます:
- パッド/ビア開口部 - パッド/ビア開口部の出力は、通常のトップ/ボトムソルダーマスク出力と同じ方法で生成されます:適用可能なソルダーマスク拡張設計ルールに従って、またはローカルオーバーライドが有効になっている場合はオブジェクト設定に従って、正しいサイズ/形状のオブジェクトがフラッシュされます。
- カバーレイの多角形領域(自動配置されたものも手動で配置されたものも) - カバーレイの各領域の外縁を定義する閉じたポリラインのアウトラインが生成されます。このアウトラインは、カバーレイの切断パスを定義するために使用できます。カバーレイに定義されたカットアウト(ユーザー定義の不規則形状の穴)も、切断パス生成のために閉じたポリラインとして出力されます。
CAMビューアでのGerber出力の検証 - 青がカバーレイ層、紫がトップソルダーマスク層です。
ズームインすると、カスタムのカバーレイカットアウトが選択されます - カバーレイのアウトラインと同様に、カットアウトも閉じたポリラインとして定義されます。
サポートされているカバーレイ出力フォーマット
カバーレイ出力は、Altium Designerで利用可能な適切な出力フォーマットすべてに対応しています。
カバーレイフィルム出力
- Gerber RS-274X, X2 - パッドやビアなどのオブジェクト上に定義された開口部はフラッシュされます。カバーレイの外縁およびユーザー定義のカットアウトはアウトラインとして描画されます - これらのアウトラインは、製造業者が切断パスを生成するために使用できます。
- ODB++ - 特定のレイヤースタック材料領域(ポリゴンおよびポリゴンカットアウト)がODB++ v7.0以降で出力され、複数のレイヤースタックおよびリジッドフレックス定義を適切にサポートします。
- IPC2581B - ODB++と同様に、複数のレイヤースタック定義とレイヤースタック領域のポリゴンをサポートします。
レイヤースタック出力
- ODB++
- IPC2581B
- レイヤースタックレポート
ツール出力
- NC / Excellon ルートツールパス - ポリラインオブジェクトのアウトラインから生成されます。
印刷
- 必要に応じて印刷を設定できます。
フレックス専用PCBの設計
レイヤースタックマネージャーは、少なくとも1つのリジッドサブスタックを定義する必要があります。フレックス専用PCBを設計するには、まずリジッドサブスタックを定義し、次にフレックスサブスタックを追加します。下の画像に示されています。
フレックスオンリーボードは、レイヤースタックマネージャーで定義された剛性のあるサブスタックが必要です。
ボードプランニングモードで、フレックスオンリーPCBの形状を定義し、Propertiesパネルのボード領域モードでフレックスサブスタックを割り当てます。
フレックスオンリーのPCBで、画像にカーソルを合わせるとボードが3Dで表示されます。
カットアウト内にフレックス領域を持つボードの設計
メインのPCB内にカットアウト内にフレキシブルな領域を持つリジッドフレックスボードを設計することが可能です。
このタイプのボードを作成する際の注意点:
- 下のビデオはプロセスを示しています。
- ボードのカットアウトは、カットアウト内のフレックス領域の輪郭に沿ってトレースする必要があります。
- カットアウトゾーン内にフレックス領域を配置する前に、カットアウトを配置してください。
- カットアウト内の任意の領域で、外側のリジッド領域と同じサブスタックを使用しない場合、その領域の優先度を外側のリジッド領域に割り当てられた値よりも高い値に設定する必要があります。
- 内部フレックス領域に配置された曲げ線のUsed Stack Regionsオプションを設定して、それらがそのフレックス領域にのみ適用されるようにします。
-
カットアウトとフレックス領域の必要な形状を、トラックとアークを使用して機械層上のアウトラインとして定義する方が、簡単で正確になることがあります。その後、選択したアウトラインをボードカットアウトまたはボード領域に変換するために利用可能なツールを使用します。変換ツールは選択したトラックとアークの中心線に沿って動作し、隣接するトラック/アークの端点が正確に合致する必要があります。
- Design » Board Shape » Create Board Region from Selected Objects(2Dモードで)
- Tools » Convert » Create Board Cutout From Selected Primitives(2Dモードで)
- Tools » Convert » Convert Selected Line to Bend Line(2Dモードで)
ボードの切り抜き内にフレックス領域を作成する。
このビデオで使用されているPcbDocファイルをダウンロードする
3Dでリジッドフレックスデザインを表示および折りたたむ
PCBエディタには、パワフルな3Dレンダリングエンジンが含まれており、ロードされた回路基板の非常にリアルな三次元表現を提示することができます。このエンジンはリジッドフレックス回路にも対応しており、Fold StateスライダーとPCBパネルを組み合わせて使用することで、設計者はリジッドフレックス設計を平らな状態、完全に折りたたまれた状態、およびその中間のどこかで検討することができます。
3D表示モードに切り替えるには、3のショートカットキーを押します(2Dに戻るには2を、ボードプランニングモードに戻るには1を押します)。ボードは3Dで表示されます。コンポーネントのフットプリントに、取り付けられたコンポーネントを定義する3Dボディオブジェクトが含まれている場合、これらも表示されます。下の画像では、ボードにバッテリーとバッテリークリップが含まれていることがわかります。
すべての曲げ線を適用するには、下の画像で強調表示されているように、Layer Stack Regionsモードに設定されたPCBパネルで折りたたみ状態スライダーをスライドします。曲げは、それらのシーケンス番号によって定義された順序で適用されることに注意してください。曲げ線は同じシーケンス番号を共有することができます。これは、単に折りたたみ状態スライダーを使用するときに、それらの曲げが同時に折りたたまれることを意味します。ボードは、View » Fold/Unfoldコマンドを実行するか(または5のショートカットを押すことによって)、折りたたんだり展開したりすることもできます。
折りたたみ状態スライダー(または5のショートカットキー)を使用して、シーケンス値(フォールドインデックス)によって定義された順序で全ての曲げ線に適用します。
リジッドフレックス設計のための3Dムービーメーカーサポート
リジッドフレックス設計を折りたたむ能力は、3Dムービーとしても捉えることができます。これを行うことは非常に簡単で、折りたたみシーケンス中にムービーキーフレームを使用する必要はありません。
3Dムービーの作り方の詳細については、PCB 3Dビデオページを参照してください。基本的なガイドとして:
- PCBエディタを3Dモードに切り替えます。
- PCB 3D Movie Editorパネルを開き、Newボタンをクリックして新しいビデオを作成します。新しく作成されたビデオをMovie Title領域でクリックし、適切な名前を付けます。
- ボードが展開された状態を示す初期キーフレームを作成します。
- 折りたたみ状態スライダーを動かして、リジッドフレックスデザインを折りたたんだ状態にし、必要に応じて折りたたまれたボードを位置付けます。
- このビューのために2つ目のキーフレームを作成し、時間を設定します。リジッドフレックスデザインを折りたたむのにどれくらいの時間がかかるかを考えます(持続時間設定);通常、これは数秒です。
-
ビデオが折りたたみプロセスを正しくキャプチャしているかを確認するために、再生ボタン(パネルの下部にあるプレーヤーコントロール内に位置しています)をクリックします。
- ムービーファイルを生成するには、出力ジョブファイルにPCB 3Dビデオドキュメント出力を追加します。Video settingsダイアログでビデオフォーマットオプションを設定することを忘れないでください。
- 出力ジョブファイル内のGenerate Contenリンクをクリックして、ムービーファイルを作成します。
以下のビデオは、このプロセスを使用して作成されました。上記の2つのキーフレームに加えて、最後の位置を1秒間保持するために最後に追加された追加のキーフレームがあります。
3つのキーフレームから作成されたシンプルな3Dムービー; 折りたたみ動作は曲げ線シーケンス値によって定義されます。
► 3D PCBビデオについてもっと学ぶ
設計上の考慮事項
以下は、リジッドフレックスPCBを設計する際に考慮すべき主要な設計領域の要約です:
- 導体の配線 - フレックス領域を越えるルートのコーナースタイルの選択が重要です。鋭いコーナーは避け、最小のストレスになるようにカーブを使用してください。
- パッドの形状と面積 - シングルサイドフレックスには、フィレット(涙滴形)とラビットイヤー(アンカースパー)を使用します。目的は、カバーレイヤーでパッド形状の一部を捕捉することです。
- スルーホール - 曲がる領域でのスルーホールは、特に動的なアプリケーションでは避けてください。
- カバーレイヤー - ストレスライザー(入ってくるトラックを露出させること)を避け、カバーレイヤーの開口部を250μmに減らしてください。
- プレーン - 可能であれば、クロスハッチングします。
- 段違いの長さ - 曲げたときに層のバックリングを避けるために(ブックバインディング)、層の厚さの約1.5倍に層の長さを段違いにします。
- サービスループ - 組み立て/分解を容易にし、製品の寸法変動に対応するために、フレックス領域を少し長くします(余分な長さはサービスループと呼ばれます)。
- 銅の節約 - フレックス回路がどのようにパネル化されるかを考慮し、最適な材料使用を確保するために設計を調整することが良いかもしれません。
- パネル化 - 材料の粒を考慮してフレックス領域を向け、粒に沿って曲げます。
- 引き裂き抵抗 - 曲がったコーナー;コーナーに穴を開ける;スリットに穴;コーナーに金属を残す。
- ルーティング - 2層ボード上でルートを段違いにしてIビーミングを避け、曲げゾーンを通るルートを広げます(これは特に永久的な曲げにとって重要です)。
- 静的曲げ比率 - 曲げ半径と回路厚さの比率を設定します。理想的には、多層回路は少なくとも15:1の曲げ比率を持つべきです。両面回路の場合、最小比率は少なくとも10:1であるべきです。単層回路の場合、最小比率も少なくとも5:1であるべきです。動的なアプリケーションの場合、曲げ比率を20-40:1を目指してください。
- 圧延焼鈍銅はより延性があります;メッキされた銅はフレキシブル領域に最適な選択ではありません。
ドキュメントと図面の要件
一般的に推奨されるドキュメント要件には以下が含まれます:
- フレックスPCBは、IPC-6013、クラス(ご要件をここに記入)の基準に従って製造されなければなりません。
- フレックスPCBは、最小限の燃焼性評価V-0(必要な場合)を満たすように構築されなければなりません。
- フレックスPCBはRoHS準拠でなければなりません(必要な場合)。
- 剛性材料は、エポキシ材料を使用する場合はIPC-4101/24に従ってGFNでなければなりません。
- 剛性材料は、ポリイミド材料を使用する場合はIPC-4101/40に従ってGINでなければなりません。
- 柔軟な銅張り材料は、IPC 4204/11(柔軟な無接着剤銅張り誘電体材料)でなければなりません。
- カバーコート材料は、IPC 4203/1に従っていなければなりません。
- 最大基板厚さは(ご要件をここに記入)を超えてはならず、これは全ての積層およびめっき処理後に適用されます。これは完成しためっき表面上で測定されます。
- パネルの剛性部分を通るアクリル接着剤の厚さは、全体の構造の10%を超えてはなりません。上記のコメントを参照してください。
- 製造の容易さのためにポーチ材料を使用することができ、出荷前に基板の柔軟な部分から取り除かなければなりません。
- 柔軟なセクションの厚さは(ご要件をここに記入)でなければなりません。この厚さが重要でない場合は、この注記を追加しないでください。
- めっきされたスルーホールの最小銅壁厚さは(ここにご要件を記入; 平均.001インチが推奨されます)で、最小アニュラリングは(ここにご要件を記入; .002が推奨されます)でなければなりません。
- 基板の剛性セクションのみに、裸の銅の上に緑色のLPIはんだマスクを(必要な場合)両面に適用します。すべての露出した金属は(ここに表面仕上げの要件を指定)になります。
- 白または黄色(最も一般的)の非導電性エポキシインクを使用して、基板の両面にシルクスクリーンを施します(必要な場合)。
- マーキングおよび識別要件。
- 電気試験要件。
- 包装および出荷要件。
- インピーダンス要件。
追加の図面詳細
- 完成した穴のサイズ、関連する公差、メッキの有無を詳述したドリル表。
- 基準データム、重要な寸法、リジッドとフレックスのインターフェース、曲げ位置および方向マーカーを含む寸法図。
- 必要に応じたパネル化の詳細。
- 各層に使用される材料、厚さ、銅の重さを詳述した構造および層の詳細。
参考文献
フレックスおよびリジッドフレックス回路技術エンジニアリングガイド - Epec エンジニアリング テクノロジーズ
フレキシブル サーキット テクノロジー - ジョー・フィエルスタッド
フレックス回路設計ガイド - Minco Products Inc
マシンデザイン ウェブサイト:
- フレックス回路設計の基礎 - ロバート・レパス
- 柔軟を保つ - アプリケーションエンジニア、マーク・フィンスタッド