リジット基板とは？特徴・用途からフレックスリジット基板との違いまで解説
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電子機器の基盤となるプリント基板には、大きく分けてリジット基板とフレキシブル基板があります。本記事では、最も一般的に使われているリジット基板の特徴から、フレックスリジット基板との違い、適切な基板選定のポイントまで、初心者にもわかりやすく解説します。
リジット基板とは何か？基本構造と特徴
リジット基板（Rigid PCB）とは、硬い板状の基材を使用したプリント基板のことです。「リジット（Rigid）」は「硬い、曲がらない」という意味で、一般的な電子機器で最も広く使用されている基板タイプです。
主な材料（FR-4など）と構造
リジット基板の基材には、FR-4と呼ばれるガラスエポキシ樹脂が最も一般的に使用されます。FR-4は難燃性（Flame Retardant）を持ち、機械的強度と電気絶縁性に優れています。
基本構造は、この絶縁性基材の表面に銅箔を貼り付け、エッチング加工で配線パターンを形成したものです。
なぜ多くの電子機器で使われているのか
リジット基板が広く採用される理由は、製造技術が確立されており低コストで量産できること、機械的強度が高く取り扱いやすいこと、そして設計・製造のノウハウが豊富に蓄積されていることです。
また、耐熱性や絶縁性など電気的特性も安定しており、多くの用途に対応できる汎用性の高さも大きなメリットです。
リジット基板の主な用途と採用される理由
リジット基板は幅広い製品で使用されています。
スマートフォン、パソコン、テレビ、エアコンなどの家電製品、産業機器では制御装置、計測機器、通信機器、車載機器などが代表的です。
コスト・量産性・信頼性のメリット
リジット基板の最大の利点は、製造プロセスが標準化されており大量生産に適していることです。JLCPCBなどの製造サービスでは、設計データをアップロードするだけで低コストかつ短納期で基板を入手できます。
フレックスリジット基板とは？構造と特徴
フレックスリジット基板（Rigid-Flex PCB）は、硬いリジット部分と曲がるフレキシブル部分を組み合わせた基板です。
リジット基板とフレキシブル基板の長所を併せ持ち、複雑な形状や可動部を持つ電子機器に適しています。
可動部・省スペース設計への対応
フレックスリジット基板の最大の利点は、折り曲げや立体的な配置が可能なことです。複数のリジット基板をコネクタで接続する代わりに、フレックス部で一体化することで、接続の信頼性が向上し、組み立て工数も削減できます。スマートフォンやウェアラブル機器など、小型化と複雑な形状が求められる製品で威力を発揮します。
リジット基板とフレックスリジット基板の違い
リジット基板は全体が硬い基材でできており、曲げることはできません。一方、フレックスリジット基板は曲げられる部分を持ち、折り曲げた状態での使用が可能です。
設計自由度とコストの違い
リジット基板は平面的な設計に限られますが、設計がシンプルで製造コストも抑えられます。フレックスリジット基板は立体的な配置や複雑な形状に対応できる高い設計自由度がありますが、製造工程が複雑になるためコストは高くなります。
用途別の選び方
一般的な電子機器で、平面的な基板配置で十分な場合はリジット基板が最適です。コストを抑えながら信頼性の高い製品を実現できます。
一方、可動部がある製品、極端な小型化が必要な製品、複雑な立体形状への対応が必要な場合はフレックスリジット基板を選択します。
基板選定時に押さえておきたいポイント
基板選定では、まず製品の使用環境を明確にします。
動作温度範囲、湿度、振動、衝撃などの条件によって、適切な基板タイプや材料が変わります。
実装方法・信頼性との関係
部品実装の方法も基板選定に影響します。リジット基板はSMT（表面実装）やスルーホール実装に適しており、自動実装による量産が容易です。
将来の量産・コストを見据えた基板選定
試作段階では機能実現を優先しがちですが、量産を見据えた基板選定が重要です。リジット基板は量産時のコストメリットが大きく、供給も安定しています。JLCPCBなどのサービスでは、試作から量産まで一貫して対応しており、初期段階から量産を考慮した設計をサポートしています。
FAQ
Q: リジット基板の「FR-4」とは何ですか？ A: FR-4はガラスエポキシ樹脂を基材とした難燃性の基板材料で、リジット基板の標準的な材質です。機械的強度と電気特性に優れ、コストと性能のバランスが良いため広く使用されています。
Q: 小型製品には必ずフレックスリジット基板が必要ですか？ A: いいえ、必ずしも必要ではありません。小型でも可動部がなければリジット基板で十分です。複数の小型リジット基板をコネクタで接続する方がコスト面で有利な場合も多くあります。
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