カスタム基板：独自の基板設計と注文のための完全ガイド

カスタムPCB（プリント回路基板）は、標準の既製のPCBが満たせない特定の要件やアプリケーションを満たすように設計されたカスタム回路基板です。 これらは、幅広い電子機器やシステムで使用され、抵抗器、コンデンサ、集積回路、コネクタなどの電子部品を取り付け、接続するための基盤として使用されます。カスタムPCBは、特殊で革新的な電子機器を作成するのに役立ち、特定の機能とパフォーマンス要件を満たす適応性を提供します。

カスタムPCBは、新製品をタイムリーかつ迅速かつ継続的に市場に投入することでイノベーションを促進します。プロフェッショナルなカスタムプリント回路基板製造には、信頼性の高い高品質のカスタムPCBを提供できる最先端の技術と専門知識を備えたサプライヤーが必要です。これには、適切な設計およびレイアウトツール、カスタマイズ可能な材料の選択、単層から多層PCB製造能力、完全に活性化された生産ライン、迅速な処理および配送サービスが含まれます。JLCPCBは、これらすべての施設に、コストを最小限に抑えるのに役立つ完全に自動化された生産ラインを提供します。

カスタムPCBの種類

プリント回路基板には、単一または複数の機能を実行するように設計されたさまざまな回路が含まれています。 各業界には独自の要件があり、生産中に従わなければならない特定の要件と規制が伴います。主なPCBタイプは、片面、両面、多層、およびフレキシブルPCBです。PCBメーカーは、さまざまな製品に合わせてさまざまなタイプのPCBを利用しています。プリント回路基板の種類は次のとおりです。

片面基板

片面基板の場合、ボードの1つの層のみに導電性材料があり、電気トラックを配線することができます。銅などの適切な導体を使用して、基板の片側をシールドします。はんだマスクは銅の層に存在し、シルクスクリーンコーティングは通常、ボードの部分をマークするために使用されます。このタイプのボードの利点は、コンポーネントがボードの片面のみに取り付けられているため、費用対効果が高いことです。 したがって、これらのボードにはSMTコンポーネントのみを取り付けることができます。

両面プリント回路基板

片面プリント回路基板とは異なり、両面プリント回路基板は、基板の表面がすべて導電性金属層でコーティングされており、コンポーネントとコンポーネントが両面に固定されています。ビアと穴は、層を電気的に接続するために使用されます。これは、低価格で簡単に製造できるPCBの基本構成です。これらのボードには、スルーホールとSMTコンポーネントの両方を取り付けることができます。

多層プリント回路基板

回路の複雑さが増すにつれて、スペースを節約するために内部層の数も増えています。 多層プリント回路基板は、両面プリント回路基板と比較してより多くの機能を提供します。多層プリント回路基板は、最大20層以上の層を持つことができます。多層PCBは、スマートデバイス、携帯電話、ラップトップで幅広い用途があります。

フレキシブルプリント基板

フレキシブル基板 from jlcpcb

フレキシブル基板またはFPCは、フレキシブル基板を使用して設計されています。希望の形状に合わせることができないリジッドプリント回路基板とは異なり、フレキシブルプリント回路基板はこの点で優れています。その柔軟性と費用対効果により、リジッドボードに比べて大きな利点があります。

カスタム基板の利点は何ですか？

カスタム基板は多くの利点を提供し、特殊で高性能な電子アプリケーションに適した選択肢となります。カスタム基板は、さまざまなはんだマスクの色、ブランディング要素、その他の特定の設計機能の使用など、美的および機能的な改善を可能にします。強調された利点のいくつかは次のとおりです。

• スペース節約：スペース要件に合わせてデザインをカスタマイズできるため、複雑でコンパクトなデザインを使用してスペースを節約できます。
• 自動化された生産により、人件費が削減され、再現性、精度、品質が向上します。
• 簡単な修理：自社設計のボードは、損傷や部品の火災が発生した場合、簡単にトラブルシューティングと修理を行うことができます。

カスタム基板は、独自の材料と層構成を組み込むことで、耐久性、熱管理、および全体的な信頼性を向上させることもできます。これは、航空宇宙、医療機器、産業機器など、高い信頼性を必要とするアプリケーションで特に重要です。最終的に、カスタムPCBは、特定のアプリケーションと動作環境に最適化された革新的な設計ソリューションを可能にし、競争上の優位性を提供します。

カスタム基板の欠点は何ですか？

カスタム基板は、設計の柔軟性と最適化の面で大きな利点を提供しますが、いくつかの欠点もあります。主な課題の1つは、特に少量生産やプロトタイプの場合、設計、セットアップ、および製造プロセスが標準の既製基板と比較してより高価になる可能性があるため、コストが増加することです。 主な課題は次のとおりです。

●研究開発時間が長い。

- 何度も修正することは困難です。

●適切なツールと計算ソフトウェアが必要です。

プリント基板の誤差を特定し、問題を解決することは困難です。

●プリント基板技術は急速に変化しているため、2年以内にPCB設計のコンポーネントが時代遅れになり、修理や交換に多額の費用がかかる可能性があります。

カスタマイズされた基板は、機能と信頼性を確保するために、より複雑な設計検証とテスト手順が必要なため、リードタイムが長くなる可能性があります。 また、正確な仕様と詳細なドキュメントが必要なため、設計と開発時間が長くなり、プロジェクトのスケジュールが遅れる可能性があります。

長所と短所を考慮すると、カスタム基板は、頻繁に変更されない大量生産アプリケーションに適しています。初期設計とツーリングが完了すると、生産は非常に費用対効果が高くなり、各PCBが同じであることが保証されます。

カスタム基板を設計するには？

カスタム基板を設計するには、適切な回路図とレイアウト作成ツールが必要です。一部のオープンソースツールはオフラインで使用できますが、最新のフットプリントと回路図シンボルをサポートしていない場合があります。 そのため、オンラインツールを使用してPCBを設計することができます。カスタムPCBを設計するには、以下の手順に従ってください。

1.回路図設計：回路図のキャプチャは、単に回路のグラフィック表現です。回路図には、ブロック図の形式で配線図とコンポーネントデータが含まれています。以下は、参考のための基本的な回路図です。回路は、さまざまなコンポーネントのデータシートを参照して、特定の要件に応じて変更することができます。

2.回路図からレイアウトへ：実際のPCB接続と部品を回路図からインポートし、配置後にルーティングを行うことができます。このオンラインツールを使用して、単層から多層基板を簡単に作成できます。ルーティング後のPCBは次のようになります。

3.DRC検査：PCB設計を完了した後、DRC(Design Rule Check)ツールを使用してPCBのエラーを特定します。ユーザーは、要件に応じてツールをカスタマイズすることができます。

4.PCBガーバーファイルの取得：ガーバーファイルは、メーカーに注文を出すために使用されます。このファイルには、製造プロセスに必要な穴、ビア、トラック、レイヤー、スタックアップなどの必要な情報がすべて含まれています。

カスタム基板のスタックアップを決定します。

カスタム基板の適切なスタックアップ構成を選択することは、設計プロセスにおける重要な決定であり、ボードの性能、製造可能性、およびコストに影響を与えます。スタックアップとは、PCBの層の配置を指し、導電層の数、基板材料の種類、グランドと電源プレーンの配置が含まれます。適切に設計されたスタックアップは、信号間の電磁干渉(EMI)とクロストークを低減し、信号の整合性を向上させることができ、これは高速または高周波回路にとって特に重要です。 また、効果的な熱管理に役立ち、ボードに構造的な整合性を提供することもできます。

回路の複雑さ、インピーダンス制御の必要性、最終製品の物理的制約などの要因がスタックアップの選択に影響します。適切なスタックアップ設計は、PCBが電気的、機械的、熱的性能基準を満たしながら、コストと製造性を最適化することを保証します。以下に、アプリケーションに応じて変更できるいくつかの基本的なPCBスタックアップを参考までに示します。

EMI/EMCを考慮した6層PCBの基本的なPCBスタックアップ：

• 信号層
• グランド面
• 信号層
• 電源プレーン
• グランドプレーン
• 信号層

オーディオアプリケーション用のEMI/EMCを考慮した4層PCBの基本的なPCBスタック：

• 信号層
• グランド面
• グランド面
• 信号層

組み込みソリューション用に設計された4層PCBの基本的なPCBスタックアップ

• 信号層
• グランドプレーン
• 電源プレーン
• 信号層

JLCPCBでカスタマイズされたPCBを注文する

アップロード： 設計したガーバーファイルをアップロードして、PCBの即時見積もりを取得します。

選択： 要件に応じて、ベース材料、数量、厚さ、PCBの色、シルクスクリーン、およびPCBの表面仕上げを選択します。

PCBをカートに追加して注文します。注文からPCBプロトタイプ作成までの合理化されたプロセスにより、PCBを繰り返し、改善し、時間内に受け取ることができます。

メーカーから直接カスタムPCBを組み立てることができます。

PCBアセンブリ(PCBA)は、プリント回路基板(PCB)に電子部品を実装し、はんだ付けして機能的な電子アセンブリを作成するプロセスです。JLCPCBは、スルーホール技術(THT)と表面実装技術(SMT)の両方の部品アセンブリを提供しています。このサービスは専門会社によってのみ提供され、PCBにはんだペーストを塗布し、ピックアンドプレースマシンを使用してコンポーネントを配置し、通常はリフローまたはウェーブはんだ付け技術によってコンポーネントを所定の位置にはんだ付けするなど、いくつかの主要なステップが含まれます。検査、テスト、品質管理などの追加プロセスにより、組み立てられたPCBの信頼性と機能が保証されます。

プロのPCBAサービスを利用する利点には、高度な機器と専門知識へのアクセス、より速いターンアラウンドタイム、最終製品の品質と一貫性の向上が含まれます。これらのサービスは、高品質の電子製品を効率的に市場に投入したい企業にとって不可欠です。専門的なPCBAサービスは、複雑で精密な部品組み立て作業を処理し、設計者と製造業者が開発と革新に集中できるようにします。

JLCPCBのカラフルなカスタムPCBサービス

JLCPCBは、お客様がカスタマイズされたPCBにさまざまなはんだマスクの色を選択できる「カラフルなカスタムPCB」サービスを提供しています。このサービスは、赤、青、白、黒、黄色などの色を含む、従来の緑色のはんだマスク以上のオプションを提供します。さまざまな色を選択することで、設計者は製品の美的魅力を高め、色分けを使用してさまざまなタイプのボードを区別したり、回路の特定の領域を強調したりすることができます。

さまざまなカラーオプションを提供することで、機能的およびブランディング要件の両方を満たすことで、電子設計の創造性とカスタマイズ性を高めることができます。JLCPCBのサービスは、このようなカラフルなオプションを競争力のある価格で提供し、愛好家と専門家の両方がPCBにパーソナライズされたタッチを追加できるようにします。