スマートフォン向けPCB設計要件

現在までに、スマートフォンは必需の電子製品となっており、日常のコミュニケーションや活動の3分の1以上がスマートフォンを通じて行われ、その価値は毎年急速に高まっている。言語機能付きの携帯電話は、2020年までに23.5％の割合で減少すると推定されている。対照的に、低価格・低機能スマートフォン、中位クラスのスマートフォン、高級スマートフォンを含むあらゆるレベルのスマートフォンは、2020年までに8.0％の成長傾向を維持すると見込まれている。

音声通話やメールといった通常の機能に加えて、現在のスマートフォンは、ウェブページ閲覧、オンラインコミュニケーションとサービス、ソーシャルメディアなど、PC と同等の機能に対応している必要があります。さらに、最新のオペレーティングシステムにより、スマートフォン利用者は特定の機能を持つウィンドウやマルチメディアの自己カスタマイズソフトウェアを容易にダウンロードできるようになり、現在のスマートフォンはスマートウォッチ、PC、家電、車載機器と接続して、人々のより多くのニーズを満たすことさえ可能になっています。外観やサイズに関しては、スマートフォンは大型化しつつも薄型化の方向へと進化していきます。将来的には、厚さ 8mm 未満のスマートフォンが主流となるでしょう。ディスプレイは高精細（HD）かつ大画面化へと移行します。搭載カメラは 1,600 万画素から 2,000 万画素へとグレードアップされます。上記で述べた想定される変更点以外にも、スマートフォンのその他の仕様変更は下表にまとめられています。

スマートフォン用PCB要件

将来のスマートフォンの機能および開発動向に基づくと、マザーボードには高多層プリント基板を、補助的なドーターボードには低多層プリント基板を適用すべきである。マザーボードの製造に関しては、通常10層のビルドアップ多層（BUM）基板が選択される。半導体パッケージ（SiP）による機能統合により、層数は変化しない、あるいは減少する可能性が非常に高い。2015年には64ビットプロセッサが採用され、ICピンピッチが0.4mmから0.35mmへと縮小したため、当面マザーボードの層数は12層以上に増加する可能性がある。スマートフォンにおける基板構造および分布の開発動向は、以下の表にまとめられている。

PCB の技術設計は非常に重要であり、それは～において重要な役割を果たしている低コストで効率的にプリント基板を製造する新世代の表面実装技術（SMT）では、その複雑さゆえに、設計者は最初の段階から製造上の問題を考慮しなければならない。なぜなら、設計ファイルをわずかに修正するだけでも、生産時間の遅延や開発コストの増大を必然的にもたらすからである。パッド位置の変更でさえ、配線の引き直しやはんだペースト用ステンシルの再製作が必要になる。再設計と再テストの両方が求められるアナログ回路にとっては、状況はさらに厳しくなる。それでも、もし問題が未解決のままであれば、最終的には量産段階でより大きな損失を招くことになる。したがって、設計者は最初から技術的な問題に十分注意を払わなければならない。単純なルールはひとつ：技術的な問題を早期に解決すればするほど、製造側にとってより有利になる。

スマートフォンの回路基板の技術設計において考慮すべき要素には、次のようなものが含まれる。
・自動製造および組立に対応した伝送ライン、位置決め穴、および基準マーク。
・製造効率に関連するパネル
•PCB材料、PCBA 手法、部品の配置および梱包形態、パッド設計とソルダーレジスト設計は、はんだ付けの合格率に関連している。
・検査、リワークおよびテストに関連した部品間隔およびテストパッドの設計
・組立、デバッグおよび配線に関連するシルク印刷または腐食文字。

スマートフォンPCB設計要件

a. 多層PCBをラミネートする

ラミネート多層PCB製造技術は、現在広く用いられている多層PCB製造技術の一種である。このラミネート多層PCB製造技術の適用においては、サブトラクティブ法が用いられ、回路層が製造される。層間の接続は、積層、機械ドリル加工、無電解銅めっきおよび電解銅めっきの工程を通じて実現される。最後に、ソルダーレジスト、はんだコーティング、シルク印刷が行われ、1枚の回路基板が完成する。

b. BUM テクノロジー

絶縁基板ボードまたは従来の両面・多層ボード上に、被覆絶縁誘電体を適用し、化学銅めっきおよび電解銅めっきによってリードおよびスルーホールを形成する。この工程を何度も繰り返すことで、最終的に所望の層数を持つ多層PCBが製造される。BUM PCBの最適な特長は、基材層が非常に薄く、配線幅と配線間隔が極めて小さく、ビア径も小さいため、高い実装密度を実現できる点にある。そのため、ICグレードの高密度パッケージングに適用することができる。

c. 基準マーク

一般的なルールとして、スマートフォンのドーターボードの各面には、少なくとも2つの基準マークを設ける必要があります。実際にスペースが非常に限られている場合には、柔軟に配置してかまいません。基準マークは直径1mm（40mil）の円形パターンとして設計する必要があります。材料の色と周囲とのコントラストを確保するため、ソルダーレジスト開口部は基準マークより1mm（40mil）大きく残し、その範囲内には文字を配置してはいけません。実装面積が極めて限られている場合、ソルダーレジスト開口部のサイズは0.5mm幅まで縮小してもよいですが、同じ色のパッドをその周囲3mm以内に設計してはいけません。

さらに、同一基板上の位置決めマークは、同一の内部背景を持ち、すなわち銅箔処理において互換性を保つ必要があります。周囲に配線のない単独の位置決めマークは、内径3mm、線幅1mmの保護用円として設計しなければなりません。加えて、座標図形は位置決めマークによって示される必要がありますが、PCB設計後にシンボルとして扱われてはなりません。

d. パネル設計

•両面V溝パネルこの方法は、分割後の縁がきれいで、製造コストが低いといった特性を持つ正方形のプリント基板に対して有効に機能します。そのため、まず最初に推奨されます。一般的には、30度の角度が適用され、その厚さは基板厚の4分の1または3分の1とされます。しかし、この方法は、BGAやQFNパッケージのICを搭載したプリント基板には適していません。

•長穴および丸穴4層以上のマザーボードには必ず適用しなければならず、ボタンボード、LCDボード、SIMカードボード、TFカードボードなどの他のドーターボードについては、プリント基板の外形や形状に基づいて面付け方法を選択する必要があります。アーク状または不規則な形状には、長穴と丸穴を組み合わせた方式を採用することを推奨します。私たちの記事ではPCBパネルの組み合わせ方式を設計するための驚くべき秘訣パネルデザインに関して、さらに多くの組み合わせ方法についてお伝えします。

人々にとって必需品となっているデバイスであるスマートフォンは、知能化、小型化、多機能化へと発展しており、それに伴い、電子機器のあらゆる機能に対応できる高性能なPCBが求められています。スマートフォン用PCBの製造において信頼できるPCB生産パートナーが必要であれば、PCBCartがお手伝いできます。私たちは20年間にわたり、通信分野の企業向けに、品質保証付きの完全なPCB製造サービスを提供してきました。私たちの経験と専門家により、コスト効率の高い価格でこれまでにない最高のプリント基板を手に入れることができます。

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