Miniaturizing Innovation: スマートな思考がスマートウォッチをスマートに  

スマートフォンやタブレット端末の設計者は、機能追加に追われる中、迅速な技術革新が求められています。

ある大手スマートウォッチメーカーは、次世代モデルでより多くの機能を追加しようとしていましたが、回路基板に新しい電子機器を搭載するためのスペースがありませんでした。このメーカーは、テクノロジーを実現するために重要なコネクターが、主要な回路基板上の貴重なスペースを占有していることに気付き、この問題に対処するためにモレックスに依頼しました。2010年にスマートフォンが登場して以来、モバイルデバイスやウェアラブルの基板対基板用マイクロコネクターを400億個以上出荷してきたモレックスは、独自の方法でこの問題解決に向き合いました。

新しい設計の迅速な構築

この問題を解決するために、モレックスはスマートウォッチメーカー、フレキシブルプリント回路(FPC)プロバイダー、契約メーカー(CM)と緊密に連携して、設計案を迅速に統合し、作業の進行に応じて提案された変更の実現可能性を確認しました。

このように、納期に追われる中での卓越したチームワークの結果、業界初となるマイクロコネクタの千鳥配置を実現しました。従来の設計に比べて最大30%のスペース削減を実現したこの新しい4列品基板対基板コネクタは、新しいセンサーや機能追加に必要なその他のハードウェアのための広いスペースを確保することができたのです。

社内でのコラボレーションを基盤に

これまでにない高密度を実現するには、高精度で小型化に特化した日本の製造チームとエンジニアとの緊密な連携が必要でした。この2つのチームは、業界では異例の社内ツールによってリアルタイムで連携しました。

製造現場とエンジニア間の連携自動化と相互接続により、アイデアから実装に必要な時間が短縮されました。モレックスのエンジニアは、コネクターの嵌合に若干の変更が必要であることを認識しました。そこで、コネクターの破損を防ぐためのインサート成形の内部補強、嵌合作業での損傷を防ぐためのインサート成形の電力ネイル、適切な嵌合位置を容易にするためのアライメント(嵌合誘い込み)を設計したのです。

モレックスは、個人とグループの意思決定を強化するコーク・インダストリーズ社の Market Based Management (MBM®) の原則に基づく協力体制を基盤としています。このコラボレーションアプローチの重要性は、設計エンジニアの92%が設計環境においてコラボレーションスキルが技術的専門知識と同様に重要であることに同意している最近の Design Engineer Tell-All survey 調査によっても検証されています。

信頼されるコンサルタントとしての役割

実際、モレックスのコラボレーションアプローチは、お客様やサプライヤーにも広がっています。時間の経過とともに、これらのコラボレーションは深い関係へと発展し、戦略的技術アドバイザーとしての役割を拡大しています。

基板対基板用4列コネクターの場合、モレックスのエンジニアは、SMTサービスプロバイダーが製造しやすいように標準の0.35mmピッチを使用していることを確認しました。0.30mmピッチより小さいものは、現在、効率的かつ正確に組み立て、処理することが困難です。契約メーカーの製造可能性と組み立ての信頼性を維持するために、モレックスのエンジニアは、取り付けパッドの使い慣れたレイアウトをそのまま維持する必要があると判断しました。その代わりに、チームは制御可能なもの、すなわち内部信号接点のレイアウトに焦点を当てました。

モレックスのエンジニアリングチームは、FPCの設計、開発、製造のグローバルリーダーの専門家と協力して、ピンをできるだけ近づけることで、4列のピンを0.175mmの信号接点ピッチでより近く配置することができると判断しました。その結果、史上初の千鳥配置の回路レイアウトにより、30%というこれまでにない省スペースを実現し、高密度回路接続を可能にしました。

これは、一貫したチームワークと、モレックスが顧客およびサプライヤーエコシステムと強固な関係を形成することに専念していることによって実現したものです。FPCサプライヤーのR&D部門に賛同者を設けることで、エンジニアリングチームはFPCサプライヤーとスマートウォッチメーカーを説得し、マイクロコネクターをFPCにはんだ付けするなどの重要な設計変更に導くことができました。これにより、設計の観点で方向性が決まり、より狭いスペースに多くの機能を搭載する重要な機会が開かれました。モレックスの設計エンジニアは、この設計変更により、大規模な製造時の信頼性も向上すると評価しています。

イノベーションの未来

メーカーは、スマートフォン、イヤホン、AR/VRデバイスなどの小型製品の機能を拡張し続けているため、高密度実装が進むPCBは高さ方向の拡張性を維持しながら、非常に小さなフットプリントを維持する必要があります。基板対基板用4列コネクターのような新しい設計は、シグナルインテグリティなどの問題を心配することなく、イノベーションを起こすのに役立ちます。

そのため、部品だけでなく、協力できるサプライヤーを持つことが非常に重要です。モレックスは、5G、mmWave、RF、シグナルインテグリティ、アンテナ、電力、カメラ、およびディスプレイテクノロジーにおける実証済みの専門知識により、モバイルデバイスのエコシステム全体にわたってこのアドバイスを提供しています。

モレックスは、1億5000万個以上の基板対基板用4列コネクターを出荷しており、現在、一般販売も可能になっています。モレックスのコラボレーション文化と早期の段階での顧客とコラボレーションにより、高度に差別化された設計コンセプトが開発され、新しい構成も間もなく登場するため、その探求が続けられています。