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夏*石

部品高さの違いを克服する階段式ステンシル:多層ゲルパステクノロジーで精度と信頼性アップ

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1 0 Jul 04.2025, 17:03:14
現代の高密度PCBでは、部品ごとの高さ差が大きな悩みとなりますが、階段式ステンシル(多段階ゲルパス型鋼板)はその課題を見事に解決します。本記事では、その仕組みや導入によるメリット、設計上の注意ポイントまで詳しくご紹介します。階段式ステンシルとは?なぜ必要か階段式ステンシルは、厚みの異なるステップを持つ専用鋼板でございます。0201抵抗器などの小型部品からBGAやコネクタなどの高い部品まで、部品ごとに適切なはんだ量を調整できるため、過不足のない印刷が実現できます。部品高さ差による課題と影響PCB上の部品高さは0.4?mmから2?mm以上まで多岐にわたり、標準ステンシルでは均一なゲルパスト量が得られず、頻繁にブリッジや不足が発生します。実際、SMT欠陥の最大60%が発生原因は不適切なはんだ量によるものとされております。階段式ステンシルの技術と導入化学エッチングやレーザー切断で厚みを0.1?0.25?mmの多段階に加工することで、刮刀引き時に部品ごとに最適量のゲルパスが印刷できます。小さな抵抗には薄いステップ、大きなBGAには厚いステップが対応し、全体の均質性が大幅に向上します。階段式ステンシル導入による利点はんだ接合の信頼性向上:棄権率を30%低減するなど、実績がございます。欠陥-返工削減:ブリッジや立碑などの不良を抑制し、製造コストと時間を削減できます。混載技術対応:表面実装と スルーホール部品混載にも一枚のステンシルで対応可能です。大規模生産向けの費用対効果:初期コストは高めでも、欠陥率の改善により即時回収が可能でございます。適用分野と使用実績スマートフォンやウェアラブル機器:高度に集積された部品配置に対応します。車載電子:ADASやバッテリー制御基板など、多様な部品高さに対応します。医療機器:高い信頼性が求められる環境でも安心して使用されます。産業機器:大型コネクタや細ピッチICの混在基板に最適でございます。導入のベストプラクティスステップ内容1. 早期連携PCB設計段階で部品高さ--パッド情報をステンシル業者と共有します。2. 開口設計の最適化部品毎に適切な開口比(0.5?0.6)でゲル量を制御します。3. テスト印刷AOI等で印刷状態を確認し、調整を繰り返します。4. 定期メンテ多段構造の保持と開口寿命延長のため、最適な洗浄と保管が必要です。注意点と制限前期費...
夏*石

フレキシブル基板組立におけるよくある不良と対処法:実践マニュアル

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13 0 Jul 02.2025, 16:02:45
フレキシブルプリント基板(FPC)は、現代の電子機器、とりわけスペースの制約がある携帯型デバイスにおいて不可欠な存在です。しかし、柔軟性ゆえにFPCの組立には特有の課題が伴い、はんだ付け不良、部品の位置ずれ、信頼性の低い接合などの不具合が発生しやすくなります。なぜFPC組立の不良が重要なのかFPCは折り曲げ可能な構造により、ウェアラブル機器、医療機器、車載電子機器などに最適ですが、その柔軟性が逆に構造的弱点にもなり、不良発生の原因となります。不適切なや部品のずれは、電気的な障害、製品寿命の短縮、高コストのリワークにつながります。不良を初期段階で対処することで、時間やコストを削減し、製品の性能基準を維持できます。1. FPCのはんだ付け不良:原因と対策FPCの薄く繊細な材料により、はんだ付け工程は特に注意が必要です。冷接合(コールドジョイント)、ブリッジ、パッドの剥離といった不良は、電気接続の断絶や機器の不具合を引き起こします。代表的なはんだ付け不良:冷接合(コールドジョイント): はんだが十分に溶けきらず、パッドやリードと適切に結合しない状態でございます。加熱不足が主な原因でございます。ブリッジ: はんだ量の過多により、隣接するパッド間でショートが発生します。パッド剥離: 過度な熱や機械的ストレスにより、銅パッドが基板から剥がれてしまいます。対策:適切な温度管理(260~300℃)が可能なはんだごてを使用します。活性フラックスで表面を清浄し、はんだ濡れ性を向上させます。FPCを平面な治具や耐熱マットで支持し、作業中の変形を防止します。拡大鏡や顕微鏡での外観検査を徹底し、初期不良を早期に発見します。2. 部品の位置ずれ:検出と修正フレキ基板は柔軟性のため、部品配置時やはんだ付け中に部品が移動しやすく、位置ずれが発生します。これにより電気的接続不良や物理的ストレスが生じます。原因:基板のたわみ-変形による移動が発生します。手動実装や自動実装でのピックアンドプレースの精度が不十分でございます。リフロー工程での熱不均一が移動の要因となります。対策:剛性治具により基板を固定して作業を行います。ステンシル設計を最適化し、適切なはんだペースト量を確保します。リフロー炉の温度プロファイルを調整し、熱衝撃を抑えます。自動光学検査(AOI)または手動検査によって位置ずれを確認します。3...
夏*石

高応力環境でPCBの耐久性を高める:スルーホール部品が不可欠な理由

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12 0 Jul 01.2025, 16:58:19
航空宇宙や自動車産業など、高応力環境下ではプリント基板(PCB)の耐久性がシステム性能の成否を左右します。その中でも、スルーホール部品は、SMDに比べて機械的強度-耐振性-信頼性に優れ、過酷な条件下での使用において不可欠な存在となっています。スルーホール部品とは?なぜ重要か?スルーホール部品は、リード線付きの電子部品で、PCBに開けられた穴に挿入し、反対側ではんだ付けすることで接続されます。物理的に基板を貫通して固定されるため、強力な接合が得られ、振動や温度変化に対しても安定性が維持されます。振動に強い:スルーホールの利点自動車のような常に振動にさらされる環境では、SMDの故障率が10%を超えるのに対し、スルーホール部品は2%未満という実績があります。リードが基板を貫通し両面からはんだ付けされることで、強いアンカー効果を発揮し、機械的ショックや振動でも脱落しません。温度変化への強さ:過酷な温度サイクルに対応-40℃から85℃を超える温度変化でも、スルーホール部品は熱応力に耐え、高い熱伝導性で安定性を維持します。信頼性試験では、1000回以上の温度サイクルに耐える結果も示されており、長寿命化と保守費用の削減に寄与します。構造強度:SMDよりも有利特に大型部品(変圧器、コネクタ等)では、スルーホール実装が物理的ストレスに強く、3D接続により多方向からの力に耐えられます。航空宇宙産業での使用例フライトコントロールや衛星機器など命に関わる用途では、極端な振動-低温-放射線への耐性が要求されます。スルーホール部品は信号の安定性を確保し、-50℃の環境でも正常動作を維持します。自動車分野でのメリットECUやバッテリーマネジメントシステムでは、大電流や衝撃に耐える構造が必要です。スルーホール部品は、電動車でも安定した電力供給を保証し、15年以上の耐用年数を可能にします。設計のバランス:SMDとの使い分けSMDはコンパクトで自動化に適していますが、強度は限定的です。現代の設計では、耐久性が求められる部分にはスルーホール、それ以外はSMDというハイブリッド戦略が有効です。設計上の注意点スルーホール実装には追加の穴あけが必要で、PCB設計が複雑化することがあります。しかし、その耐久性と信頼性の高さから、特に高応力アプリケーションでは不可欠な選択肢です。まとめ振動、温度変化、物理衝撃にさ...
夏*石

PCBコストを最大30%削減!パネル化設計の秘訣とは?

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18 0 Jun 30.2025, 16:31:14
プリント基板(PCB)のパネル化がアセンブリコストに与える影響について考察します。パネル化を活用することで材料の使用効率向上、製造工程の効率化、廃材削減が可能となり、量産時には最大20~30%のコスト削減が達成されることもあります。本記事では、パネル化の利点、課題、コスト最適化のベストプラクティスについて詳しく解説します。パネル化とは何か、それがなぜ重要かパネル化とは、複数の個別PCBを1枚の大きなパネルに配置して製造し、後で切り離す手法です。これにより1枚ごとのセットアップなどが不要となり、製造効率と材料利用率が大幅に改善されます。特に品質と予算のバランスが重要な企業にとって、パネル化はコスト効率を劇的に高める手段となります。パネル化がPCBアセンブリコストを削減する仕組み1. 材料利用率の向上パネル上に複数のボードを密に配置することで、空きスペースを減らし材料ロスを低減します。例えば18×24インチのパネルに10?20枚の小型PCBを効率よく配置すれば、材料使用率を最大90%に高めることも可能です。これにより、特に高価なFR?4材料でのコスト削減効果が顕著になります。2. 製造効率の向上ピックアンドプレースマシンなどの自動設備が複数のボードをまとめて処理できるため、セットアップ時間が節約され、生産スピードが最大で50%向上します。3. 処理--検査コストの削減テストや搬送、梱包などの工程で、個別基板ではなくパネル単位で対応できるため効率が上がります。10枚分のパネルを一括で検査すれば、品質管理コストを10~20%削減できます。パネル化の課題前工程の設計コスト増加パネルレイアウトには間隔調整やVスコア、スルーホールの位置調整などの事前設計が必要で、設計コストが5~10%増加することがあります。ただし、量産時にはこれ以上のコスト削減が期待できます。PCBレイアウトが不適切だとロスが増えるスペースをうまく使わないと材料効率が落ち、パネル単価が上昇します。最小間隔(0.1–0.2インチ)を守りつつ、高密度配置が重要です。パネル分離(デパネリング)のコストとリスクVカットやタブルータなどの方法により加工費が2~5%増加し、分離時に1~3%の不良リスクも伴います。コスト削減を最大化するための実践策高密度レイアウト ‐ 製造チームと協力し、18×24インチパネルに最大15枚配...
夏*石

製造性を高める特殊形状PCB設計のコツ

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16 0 Jun 26.2025, 11:36:59
フレキシブルな電子機器や個性ある製品の増加に伴い、特殊な形状を持つプリント基板は重要な役割を果たすようになりました。しかし、その製造には通常の矩形PCBとは異なる難しさがあります。ここでは、設計と製造における課題と解決策を整理いたします。1. 特殊形状PCBの重要性電子機器が小型化-軽量化-個性化する中、特殊形状PCBは機器の構造やデザインに柔軟性を提供いたします。しかしながら、材料ロスや加工精度、組立難易度の増加などの問題を招く可能性があり、設計と製造時にそのバランスを取る必要があります。2. 設計-製造時の難点2-1 外形の複雑性円形、凹形、不規則なエッジなどの形状は、切断や穴あけ、pcb 設計において高精度な加工技術を要求いたします。2-2 材料ロスと切断工程複雑な外形は材料の無駄を生みやすく、高精度な切断方法が求められます。2-3 部品の搭載と実装特殊形状では部品配置が難しく、SMD部品の活用や最適なレイアウトによって、実装しやすい設計を目指す必要があります。2-4 加工精度の要求形状、穴位置、配線パターンなどに対して高い加工精度が必要となり、先進的な設備の導入が不可欠となります。3. 可製造性(DFM)を考慮した解決策3-1 設計段階外形の合理化:過度に複雑な形状を避け、円弧や直線を基調とした設計にいたします。レイアウト最適化:基板端部の過密化を避け、重要な信号は中央部に集中させます。部品位置の工夫:SMD部品を活用し、実装のしやすさを確保いたします。3-2 材料選定FR?4やCEM?3などの低吸湿-高精度な基材を選定し、高周波用途にはPTFEやセラミックなどの素材を使用いたします。また、基板の厚みも設計に応じて調整し、反りや加工性への影響を最小限に抑えます。3-3 精密加工技術レーザー切断:高精度かつ応力を与えずに複雑形状を加工いたします。精密ドリル加工:曲面や端部に対しても精度の高い穴あけを実現いたします。自動化設備:切断、ドリル、配線形成などを自動化し、安定した品質を提供いたします。3-4 品質検査外形検査:三次元測定装置により外形精度を確認いたします。電気テスト:導通、絶縁、高周波特性などを確認いたします。実装検査:X線検査によって、はんだ付けの状態を確認いたします。3-5 柔軟な生産プロセス大型や不規則な形状の基板には、分割切断方式を採用いたしま...
夏*石

フレキシブル基板(FPC)とは?

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22 0 Jun 25.2025, 14:33:15
フレキ 基板の最新動向と設計ポイントフレキシブル基板の定義フレキシブル基板(Flexible PCB/FPC)は、折り曲げやねじりに対応できる柔軟性を持ったプリント基板で、従来のリジッド基板(硬質基板)では実現できない自由な配線設計を可能にします。基板材料には、耐熱性や機械強度に優れたポリイミド(PI)やポリエステル(PET)などの高分子フィルムが使用され、スマートフォンやウェアラブルデバイスなど、限られたスペースでの電子回路実装に最適です。特長と製造技術FPC の最大の特長は、その薄さと軽さです。通常、厚さは0.1mm?0.3mm程度で、導体層には18μm?35μmの薄い銅箔が使用され、柔軟性と電気伝導性を両立しています。製造工程では、ポリイミド基材に銅を貼り付け、レーザーや化学エッチングで回路パターンを形成します。高精度なパターン形成が要求されるため、最先端の加工技術と品質管理が必要です。リジッド基板との比較による優位性小型?軽量化折り曲げ可能なFPCは、3次元的なスペース活用が可能で、製品の薄型化-軽量化に貢献します。高い耐久性数万回の屈曲に耐える信頼性があり、車載用ハーネスや医療機器など、繰り返し動作が求められる用途に最適です。自由な設計性リジッド基板では難しい複雑なレイアウトや多層構造、巻き取り設計にも対応でき、設計の自由度が飛躍的に向上します。コストと活用分野初期の設計-製造コストはリジッド基板より高くなることもありますが、スペース-重量の削減や信頼性の向上によるトータルコスト低減が期待できます。代表的な応用分野は以下の通りです:航空宇宙/衛星通信機器自動車のインフォテインメントやADAS系統スマートフォン-カメラモジュール-TWSイヤホン医療用ウェアラブルや診断機器工業用ロボット-センサーユニットフレキシブル基板の設計方法:基本から実践へ1. 要件定義使用環境(温度、湿度、衝撃)、サイズ制約、折り曲げ回数など、アプリケーションに必要な要件を明確化します。2. 適切な材料選定基材はPIまたはPET、導体は電解銅(ED)または圧延銅(RA)を選択。耐熱性や屈曲性に応じて適材適所の選択が重要です。3. 柔軟性の設計必要な最小曲げ半径や動的屈曲回数に応じて、板厚や補強材の有無を検討します。4. 回路レイアウトの最適化ストレス集中を避けるため、曲線状の配線、ティ...
夏*石

Gerberファイルの役割と重要性:PCB製造に欠かせない標準フォーマット

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19 0 Jun 24.2025, 17:12:03
公開された電子回路設計を基に、gerber ファイルはPCB製造において設計データの伝達-品質保証を行うための重要なフォーマットです。本記事では、Gerberファイルの定義、構成、活用方法および製造プロセスにおける役割について詳しく解説します。Gerberファイルとは?Gerberファイルは、PCB設計における各層(銅箔レイヤー、はんだマスク、シルク印刷など)の情報をベクトル形式で記述する業界標準のファイル形式です。ASCIIテキスト形式で、座標や描画命令を用いて基板の各種要素(トレース、パッド、貫通穴、基板外形など)を正確に表現します。ドリルデータ(Excellon形式)とともに使用され、製造工程を円滑に進めます。Gerberファイルの主な用途PCB製造全工程での活用製造側はGerberファイルをもとに、露光用フィルム生成、NCドリルプログラム、エッチングやはんだマスク-シルク工程などを自動化し、基板の物理的構造を再現します。品質保証と製造前検証CAMソフト(CAM350やGC-Prevueなど)でDFMチェックを行い、ショートやオープンレイヤー誤差などを事前に検出、量産前に設計の適合性を検証します。ソフトウェア間-製造間の高い互換性GerberはAltium DesignerやKiCad、EAGLEなど主要EDAツール/CAMツールで標準対応しており、設計から製造までスムーズなデータ連携を実現します。基本的なGerberファイル構成以下は通常必要となる代表的なGerberファイルの例です:.GTL:トップ銅箔レイヤー.GBL:ボトム銅箔レイヤー.GTS:トップはんだマスク.GBS:ボトムはんだマスク.GTO:トップシルク印刷.GBO:ボトムシルク印刷.GML / .GBR:外形(ボードアウトライン).DRL:ドリル(穴加工)情報設計や製品に応じて必要なファイルを揃え、正確に出力して製造業者に提供します。Gerberがもたらすメリット高精度製造:各層情報を正確に伝達し、試作と量産での仕上がり品質を一致させます。効率的な生産性:自動化工程により時間短縮とコスト削減を実現します。データ互換性の確保:統一フォーマットにより異なるシステム間での情報交換が容易になります。実務的Tips:わかりやすいファイル命名とドキュメント管理例:board.GTL, board.GBL,...
夏*石

PCBはリサイクルできるのか?基板リサイクルの重要性とその方法

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195 0 Jun 23.2025, 15:49:24
電子機器には欠かせない部品である 基板とは、正式にはプリント基板(PCB:Printed Circuit Board)と呼ばれます。基板には有害物質や貴重な資源が含まれているため、リサイクルが非常に重要です。環境への影響 電気的な接続を目的とした多層基板設計でも、鉛や水銀、カドミウム、臭素系の難燃剤などの有害物質が用いられることがあります。これらが不適切に処理されると、土壌や水質汚染を引き起こす危険があります。電子廃棄物としての問題 不要になったPCBは電子廃棄物として処分され、埋立地に蓄積されると資源の浪費や環境負荷が深刻化します。特に自動車やスマートフォンなどの小型化が進んだ製品では、回収と再利用が求められます。具体的なリサイクル工程の流れ収集:リサイクルセンターやメーカー、自主回収などでPCBを集めます。 分解:部品や金属、プラスチックを取り外し、基板の状態にします。 粉砕と選別:粉砕後、金属(銅-金-銀)と非金属(ガラス繊維-樹脂)を分類します。 機械処理:破砕、粉砕、振動選別などにより素材を細分化-分離します。 化学処理:浸出や電気分解で貴金属を抽出します。リサイクルのメリット資源の節約:金属採掘を減らし、有限な資源を有効活用します。 汚染防止:鉛などの有害物質の適切な処理により環境負荷を低減します。 エネルギー効率:新素材の生成よりもリサイクルは消費エネルギーが少ないです。 地域経済の活性化:素材回収や加工に携わる雇用機会を創出します。取り組むべき課題複雑な素材構成:多層基板は樹脂、ガラス繊維、金属等の混在により分別が難しいです。 コスト面:高度な装置と専門技術が必要なため、初期投資と処理コストが高いです。 法令遵守:環境-労働-廃棄物関連の法規制を守る必要性があります。まとめ PCBリサイクルは、限りある資源を守り、環境汚染を防ぐために欠かせない取り組みです。基板 設計の段階からエンドオブライフまでを見据えた設計-回収の流れを整えることで、サステナブルな社会に貢献できます。
夏*石

透明基板回路と透明配線板の応用と今後の展望

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50 0 Jun 21.2025, 10:45:25
透明基板回路および透明配線板は、従来のプリント基板とは異なり、透明素材を使用した新しいタイプの電子回路基板です。透明基板には、ガラスや透明プラスチックなどが用いられ、高い透明度、耐熱性、耐紫外線性を備えています。また、透明配線板も同様に透明材料を使用し、柔軟なディスプレイや透明テレビなどの新しい応用分野で注目を集めています。透明基板回路と透明配線板の主な用途スマートフォンスマートフォンのディスプレイが大型化し、表示性能への要求が高まる中、透明基板回路は画面の透明感を向上させつつ、安定性と信頼性を確保します。これにより、デバイス全体の美観と品質を高めることが可能です。自動車用インストルメントパネル透明配線板は、スピードや回転数などの情報表示に加え、タッチコントロール機能も実装可能なため、安全性の高い次世代インターフェースを実現できます。スマートウェアラブル機器スマートウォッチやスマートバンドなどのウェアラブル機器にも透明基板が応用され、美しいデザインと軽量な構造、多機能化を同時に達成できます。フレキシブルディスプレイ柔軟な素材との組み合わせにより、折り曲げ可能な透明ディスプレイの開発が進んでおり、電子書籍やタブレット、ウェアラブル端末など幅広い用途での展開が期待されています。透明ディスプレイと広告用途透明配線板は透明ディスプレイとして、空間デザインや屋内インテリアに新たな可能性を提供するとともに、広告表示などでもインパクトのある演出を可能にします。透明基板回路と透明配線板の将来性この分野は今後の電子デバイスにおける重要な進化の一つとされ、超薄型?フレキシブル?折りたたみ可能な電子機器への応用が進むと考えられています。透明ディスプレイ、透明テレビ、次世代ウェアラブル端末など、透明配線技術の用途はますます拡大しています。 JPCA Show 2025にて展示されたPCBGOGOの透明基板(透明回路基板) PCBGOGOは、次世代の電子設計に対応する透明基板技術を開発?提供しています。特にこの透明灯泡基板は、見た目の美しさと点灯機能を兼ね備えており、プロトタイピングや展示用途に最適です。点灯方法などの詳細については、PCBGOGOのスタッフまでお気軽に お問い合わせください 。
夏*石

多層PCBの試作段階で、なぜ多くの企業がPCBGOGOを選ぶのか?

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23 0 Jun 21.2025, 09:13:16
電気自動車の制御基板から、5G通信モジュール、高性能サーバーシステムに至るまで、多層基板設計はハイエンド電子製品に不可欠な中核キャリアとなっています。製品が試作段階に入ると、企業はPCBの納期、一貫性の制御、工法の安定性に対して、より高い要求を持つようになります。このような重要な段階において、信頼性と効率性を兼ね備えたPCBメーカーを選ぶことが、プロジェクトの成否を分ける鍵となります。現在、試作フェーズでPCBGOGOを選ぶ企業が増加しています。多層PCBの試作はなぜ難しいのか?試作段階は、試作基板と量産製品の橋渡しとして、より厳格な品質管理が求められます。ロット間のばらつきが許容されない:試作では回路の機能検証に加え、量産時の再現性が確認されます。 材料仕様の精度が重要:特に高速信号や電源インテグリティを考慮する場合、誘電率や層間位置合わせの精度が製品性能に影響します。 納期の予測性が必須:開発スケジュールがタイトな試作フェーズでは、納期遅延が製品全体の進行を阻害します。これらの条件は、PCBメーカーに「試作スピードと量産品質の両立」という難題を突きつけます。なぜ企業はPCBGOGOを選ぶのか?PCBGOGOが多くの企業の信頼を得ている理由は、同社の「試作対応に優れた工法体制」にあります。安定した多層基板製造技術 PCBGOGOは、4層から20層までの多層PCBを安定的に製造できます。レーザービア、インピーダンス制御、高Tg材、さまざまな積層構造などをサポートし、民生用から産業用に至る多様なニーズに対応可能です。高速対応の生産体制 試作案件には「迅速な工程レビューと特急出荷」に対応しており、最短24時間で出荷可能です。また、生産進捗がリアルタイムで可視化されており、顧客は常に状況を確認できます。専門的な技術サポート 試作工程では、基板自体だけでなく設計ファイル、積層構造、インピーダンス計算などに関する問題も頻出します。PCBGOGOは経験豊富なエンジニアチームを擁し、オンライン相談やファイルレビュー、設計改善提案などを通じてプロジェクトの進行をサポートします。業界の変化:基板メーカーの役割が進化している従来、基板メーカーは設計ファイルを受け取り製造する「加工業者」という位置付けでした。しかし、現在では製品開発のスピードが加速する中、基板メーカーには「開発パートナー...
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