設計にフレキシブル回路が必要だと分かった。しかし、純粋なフレキシブル基板（FPC）で行くべきか、リジッドフレキシブル基板（リジフレ）にすべきか？ここで判断を誤ると、不要な複雑さに余計なコストを払うか、より適切な構造であれば防げたはずの信頼性の問題に直面することになります。
本記事では、構造・コスト・性能・適用シーンの4つの観点から、フレキシブル基板とリジッドフレキシブル基板をデータに基づいて明確に比較します。
根本的な違いとは？
フレキシブル基板（FPC） は、全体がポリイミド（PI）の可撓性基材で構成された回路基板です。曲げ、折り畳み、狭いスペースへの実装が可能です。IPCではType 1（片面）、Type 2（両面）、Type 3（多層フレキ）に分類されます。
リジッドフレキシブル基板 は、FR-4のリジッド部とポリイミドのフレキシブル部を一枚の基板に一体化した構造です。リジッド部に部品を搭載し、フレキシブル部がケーブルやコネクタの代わりを果たします。IPCでは IPC-2223 に基づきType 4に分類されます。
ここで重要なのは、リジッドフレキシブル基板は単にフレキ基板に補強板を取り付けたものではないということです。リジッド層とフレキシブル層は製造工程で一体的に積層され、銅箔がリジッド部からフレキ部へ連続的に延びる単一の統合構造を形成します。
「最もよく目にする誤解は、エンジニアがリジッドフレキシブル基板を"フレキ基板にリジッド部品を足したもの"と捉えていることです。両者は根本的に異なる構造です。リジッドフレキシブル基板は一体製造品であり、リジッド部とフレキ部が銅層を共有し、一緒に積層されます。これにより、コネクタベースのソリューションでは実現できない電気的連続性と機械的信頼性が得られます。」
— Hommer Zhao, Engineering Director at FlexiPCB
項目別徹底比較
| パラメータ | フレキシブル基板（FPC） | リジッドフレキシブル基板 |
|---|---|---|
| 構造 | 全面ポリイミドフレキ | FR-4リジッド部 + ポリイミドフレキ部 |
| IPC分類 | Type 1、2、3 | Type 4（IPC-2223） |
| 一般的な層数 | 1〜6層 | 4〜20層以上 |
| 部品実装 | 制限あり（補強板が必要） | リジッド部でフル実装可能 |
| 曲げ半径（静的） | 板厚の6倍 | フレキ部厚の12〜24倍 |
| 曲げ半径（動的） | 板厚の100倍 | フレキ部での動的屈曲は非推奨 |
| コネクタの要否 | 要（リジッド基板との接続に必要） | 不要——リジッド部がコネクタを代替 |
| リジッド基板+ケーブル比の軽量化 | 50〜60% | 60〜75% |
| 試作費用（10枚） | $150〜$500 | $600〜$1,200以上 |
| 量産単価（10K枚） | $1〜$10/枚 | $5〜$15/枚 |
| 試作リードタイム | 1〜2週間 | 2〜4週間 |
| 設計の複雑さ | 中程度 | 高い |
| 最適な用途 | ケーブル置換、動的屈曲、シンプルなインターコネクト | 多基板統合、3Dパッケージング、高信頼性 |
コスト比較：実際の数字
多くの場合、コストが最終的な決め手になります。数量別の価格比較は以下の通りです。
| 数量 | フレキ基板（2層） | リジッドフレキ（4層） | リジッド基板 + ケーブル |
|---|---|---|---|
| 試作（10枚） | $250〜$500 | $600〜$1,200 | $50〜$100 + ケーブル |
| 少量（500枚） | $5〜$15/枚 | $25〜$60/枚 | $8〜$20/枚（合計） |
| 中量（5K枚） | $3〜$8/枚 | $12〜$30/枚 | $5〜$12/枚（合計） |
| 量産（10K枚以上） | $1〜$3/枚 | $5〜$15/枚 | $3〜$8/枚（合計） |
リジッドフレキシブル基板の基板製造コストは常に高くなります。しかし、基板製造コストだけで判断するのは誤りです。見るべきはシステム総コストです。
リジッドフレキシブル基板1枚で、3枚のリジッド基板、2本のフレキケーブル、4個のコネクタを置き換えた場合、削減できるのは：
- コネクタ費用 $2〜$20
- ケーブル費用 $1〜$10
- ユニットあたり5〜15分の組立工数
- 潜在的な故障箇所となる複数のはんだ接合部
2,000枚以上の量産では、リジッドフレキシブル基板は多基板方式に比べてシステム総コストで15〜25%の削減を実現するケースが多くあります。より詳細なコスト分析は、フレキシブル基板コストガイドをご覧ください。
「エンジニアは基板製造の見積もりを見て、リジッドフレキシブル基板を却下することがよくあります。しかし、削減されるコネクタ、短縮される組立時間、減少するテストポイント、低下するフィールド故障率まで含めてトータルコストを計算すると、量産時にはリジッドフレキシブル基板が有利になります。損益分岐点は通常2,000枚前後です。」
— Hommer Zhao, Engineering Director at FlexiPCB
フレキシブル基板を選ぶべきケース
以下の条件に当てはまる場合は、純粋なフレキシブル基板が正解です。
動的な繰り返し屈曲が必要な場合。 フレキ部が製品使用中に繰り返し曲げられる用途——ノートPCのヒンジ、プリンタヘッド、ウェアラブルデバイスなど——では、圧延銅箔を使った純フレキ設計が数百万回の屈曲サイクルに耐えます。リジッドフレキシブル基板のフレキ部は動的屈曲には対応していません。
フラットケーブルやリボンコネクタを置き換える場合。 2枚のリジッド基板をつなぐシンプルな1〜2層のフレキ回路は、FFC/FPCコネクタより信頼性が高く、リジッドフレキシブル基板よりはるかに安価です。
薄さと軽さが最優先の場合。 フレキシブル基板は最薄0.1mmまで実現できます。折りたたみスマートフォンや補聴器のように、0.1mm単位の薄さが求められる製品では、純フレキが最も薄い断面を実現します。
予算が限られ、数量が少ない場合。 試作や1,000枚以下の少量生産では、フレキシブル基板はリジッドフレキシブル基板より50〜70%低コストです。
設計が1〜2層で収まる場合。 回路が1〜2層でルーティングできるなら、リジッドフレキシブル基板を使う理由はほとんどありません。片面フレキ基板や両面フレキ基板で十分対応でき、コストも大幅に抑えられます。
リジッドフレキシブル基板を選ぶべきケース
以下の条件に当てはまる場合は、リジッドフレキシブル基板が正解です。
3つ以上のリジッド部を接続する場合。 複数の基板がケーブルで接続される設計では、リジッドフレキシブル基板がトータルコストと信頼性の両面で優位に立ちます。リジッドフレキシブル基板サービスは、基板間のすべてのコネクタとケーブルを排除します。
部品高密度のリジッド領域とフレキシブルインターコネクトの両方が必要な場合。 BGAパッケージ、ファインピッチQFP、多ピンコネクタにはリジッドな実装面が必要です。リジッドフレキシブル基板なら、リジッド部でフル部品実装を行い、フレキ部で柔軟な配線を実現できます。
耐振動・耐衝撃性が求められる場合。 車載、航空宇宙、産業・防衛用途では、振動環境下でコネクタが故障原因の第1位です。リジッドフレキシブル基板はコネクタそのものを排除します。
4層以上の設計が必要な場合。 4層を超える多層フレキ基板は非常に高コストで製造も困難です。リジッドフレキシブル基板なら、リジッド部で複雑な多層配線を処理しつつ、フレキ部は1〜2層に抑えられます。
3Dパッケージングが必要な場合。 筐体に収めるために回路を特定の立体形状に折り曲げる必要がある場合、リジッドフレキシブル基板は最適です。リジッド部が形状を保持し、フレキ部が正確な角度に折り曲がります。
アセンブリ全体でインピーダンス制御が必要な場合。 リジッドフレキシブル基板では、インピーダンス制御トレースがリジッド部からフレキ部へ連続的に配線され、コネクタによるインピーダンス不整合が発生しません。高速デジタルやRFアプリケーションでは極めて重要です。
中間的選択肢：補強板付きフレキシブル基板
多くのエンジニアが見落としている選択肢があります。フレキシブル基板にFR-4やステンレス鋼の補強板（スティフナー）を局所的に貼り付ける方法です。部品実装に必要な剛性を補強板で確保しつつ、純フレキの簡素な構造と低コストを維持できます。
| 項目 | フレキ + 補強板 | リジッドフレキシブル基板 |
|---|---|---|
| 部品実装 | 良好（補強板部） | 優秀（真のリジッド部） |
| リジッド部の層数 | フレキ部と同一 | フレキ部より多層化可能 |
| 製造コスト | リジッドフレキの30〜50%低 | 基準 |
| 遷移部の信頼性 | 良好（補強板は接着） | 優秀（一体積層） |
| インピーダンス制御 | フレキ層構成に制限される | セクション別に自由に制御 |
| リジッド部のビア密度 | 制限あり | 高い（マイクロビア対応可） |
補強板付きフレキを選ぶべきケース： 特定箇所で部品実装が必要だが、リジッド部とフレキ部で異なる層数は不要で、コスト重視の場合。このアプローチは中程度の複雑さの設計に適しており、リジッドフレキシブル基板の80%の機能を50〜60%のコストで実現できることが多いです。
スタックアップビルダーで様々な構成を検討したり、曲げ半径計算ツールでフレキ部の設計を検証したりすることができます。
判断を誤る5つのよくあるミス
1. フレキ接続が1箇所だけなのにリジッドフレキシブル基板を選ぶ。 2枚のリジッド基板間に1本のフレキ接続があるだけなら、シンプルなフレキケーブルがほぼ常に最善です。リジッドフレキシブル基板は、3個以上のコネクタやケーブルを排除できる場合に経済的な意味を持ちます。
2. 部品が多い設計でフレキ基板を使いながら補強板を付けない。 表面実装部品にはリジッドな実装面が不可欠です。BGAやファインピッチ部品を支持のないフレキ基板に直接はんだ付けすると、はんだ接合部の故障につながります。必ず補強板を追加するか、リジッドフレキシブル基板を使用してください。
3. リジッドフレキシブル基板に動的屈曲を仕様として指定する。 リジッドフレキシブル基板のフレキ部は静的屈曲用に設計されています——組立時に一度折り曲げ、その後は固定です。フレキ部が繰り返し曲がる場合は、純フレキケーブルを使用してください。
4. 遷移部の設計ルールを無視する。 リジッド-フレキ遷移部は、リジッドフレキシブル基板で最も故障が発生しやすい箇所です。IPC-2223 ガイドラインに従い、ビアから遷移境界まで最低0.5mm（20mil）のクリアランスを確保し、ティアドロップパッドを使用し、遷移部から2.5mm以内に部品を配置しないでください。
5. 基板コストだけで比較し、システムコストを見ない。 リジッドフレキシブル基板の基板単体コストはフレキケーブルより必ず高くなります。しかし、コネクタ費用、組立工数、テスト工数、フィールド故障率まで加えると、量産時には逆転することが多いのです。
「リジッドフレキシブル基板の設計で私が最もよく目にするミスは、エンジニアがフレキ部にリジッド基板のルールをそのまま適用してしまうことです。フレキ部では、トレースを曲げ線に対して直角に配線し、グランドプレーンはベタ銅ではなくクロスハッチにし、ビアはスタックではなくスタガー配列にする必要があります。これを間違えると銅箔にクラックが入り、現場では修復がほぼ不可能な故障を引き起こします。」
— Hommer Zhao, Engineering Director at FlexiPCB
判断フレームワーク：クイックチェックリスト
以下の質問に回答して、最適なアーキテクチャを特定してください。
- リジッド基板間の接続は何箇所ありますか？ 1箇所 = フレキケーブル。2箇所以上 = リジッドフレキシブル基板を検討。
- フレキ部は製品使用中に曲がりますか？ はい = 圧延銅箔を使った純フレキ。いいえ = どちらでも可。
- リジッド部とフレキ部で異なる層数が必要ですか？ はい = リジッドフレキシブル基板。いいえ = 補強板付きフレキで対応可能。
- 量産数量は2,000枚以上ですか？ はい = リジッドフレキシブル基板のTCO優位性が拡大。いいえ = フレキの方が安い可能性大。
- 耐振動・耐衝撃は重要要件ですか？ はい = リジッドフレキシブル基板（故障するコネクタがない）。いいえ = どちらでも可。
- リジッド-フレキ遷移部をまたぐインピーダンス制御が必要ですか？ はい = リジッドフレキシブル基板。いいえ = どちらでも可。
3つ以上の回答が「リジッドフレキシブル基板」を指しているなら、リジッドフレキシブル基板が最善の選択である可能性が高いです。そうでなければ、純フレキから始めましょう——よりシンプルで、安価で、試作も短納期です。
よくある質問
補強板付きフレキ基板でリジッドフレキシブル基板を代替できますか？
多くのケースで可能です。リジッド部とフレキ部で同じ層数で済み、リジッド部で高密度ビアやマイクロビアが不要であれば、FR-4やステンレス鋼の補強板を使ったフレキ基板で同等の機能をコスト30〜50%減で実現できます。ただし、セクション間で異なる層数が必要な場合や、遷移部の最大限の信頼性が求められる場合は、真のリジッドフレキシブル基板が適しています。
リジッドフレキシブル基板はフレキシブル基板より信頼性が高いですか？
複数のリジッド部を接続するという用途に限って言えば、はい。リジッドフレキシブル基板はコネクタを排除します——コネクタは振動や熱サイクル下での電子機器のフィールド故障原因第1位です。しかし、動的屈曲用途では、適切な材料（圧延銅箔、無接着剤ポリイミド）を選択した純フレキ基板の方が信頼性が高くなります。リジッドフレキシブル基板のフレキ部は繰り返しの屈曲を想定して設計されていないためです。
リジッドフレキシブル基板の最小曲げ半径はどのくらいですか？
リジッドフレキシブル基板のフレキ部における最小静的曲げ半径は、一般的にフレキ部厚の12〜24倍です（フレキ層数により変動、IPC-2223準拠）。フレキ部厚0.2mmの場合、最小曲げ半径は2.4〜4.8mmとなります。必ずメーカーに確認し、曲げ半径計算ツールで検証してください。
リジッドフレキシブル基板の試作にはどのくらい時間がかかりますか？
リジッドフレキシブル基板の標準的な試作リードタイムは2〜4週間です。参考として、純フレキは1〜2週間、リジッド基板は3〜5日です。長い納期は、リジッド部とフレキ部を別々に加工した後に最終積層を行うという複雑な製造工程を反映しています。特急対応では5〜7営業日で納品可能ですが、割増料金が発生します。
既存の多基板設計をリジッドフレキシブル基板に変換できますか？
はい、これはリジッドフレキシブル基板の最も一般的な用途のひとつです。まず、どの基板同士が接続されているか、どの接続が信頼性の問題や組立コストの増加を招いているかを特定します。当社エンジニアリングチームによるリジッドフレキシブル基板設計レビューで、お客様の具体的な設計を評価し、コスト削減と信頼性向上の見込みをお見積もりいたします。
リジッドフレキシブル基板のレイアウトに対応した設計ツールは？
Altium DesignerとCadence Allegroが最も成熟したリジッドフレキシブル基板サポートを備えており、3D曲げシミュレーションやマルチゾーンスタックアップ管理が可能です。KiCad（v8以降）は基本的なリジッドフレキシブル基板機能を備えています。EasyEDAのサポートは限定的です。設計ツール選定時には、リジッド部とフレキ部に異なるスタックアップを定義でき、曲げ線と遷移部を示す適切な製造図面を出力できることを確認してください。
専門家にご相談ください
どのアプローチが最適か判断がつかない場合は、無料設計レビューをご依頼ください。回路図や初期レイアウトをお送りいただければ、お客様の具体的な要件・数量・予算に基づいて、最適なアーキテクチャ——フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板、または補強板付きフレキ——をご提案いたします。
参考文献：
- IPC — Association Connecting Electronics Industries. IPC-2223 Sectional Design Standard for Flexible Printed Boards
- Altium. Rigid-Flex PCBs: Advantages and Challenges
- Epectec. Design Comparison: Flex Circuit with Stiffeners vs. Rigid-Flex PCB
