自動車電子システムがよりコンパクトになり、相互接続が進むにつれて、内部相互接続技術の選択が車両コンポーネント設計の重要な部分になっています。自動車用フレキシブル フラット ケーブル (FFC) は、限られた設置スペース、制御された配線、コネクタの互換性、安定した電気伝送が必要な多くの電子アセンブリで使用されています。
従来の丸線とは異なり、FFC は絶縁層の間に積層された平行な平角導体を使用します。この構造により、ケーブルが占める設置面積が比較的小さくなり、コンパクトなコネクタで制御されたインターフェイスが提供されます。アプリケーションに応じて、自動車用 FFC 設計は、さまざまな導体数、ピッチ、長さ、接点構成、絶縁材料、補強材、およびシールド構造で構成できます。
したがって、OEM、Tier 1 サプライヤー、コンポーネント メーカーにとって、車載用 FFC の選択は、単にサイズに基づいてケーブルを選択するだけではありません。ケーブルは、コネクタ インターフェイス、電気的要件、温度条件、機械的環境、およびターゲット車両システムの設置形状に適合する必要があります。
車載用フレキシブルフラットケーブルとは何ですか?
自動車用フレキシブル フラット ケーブルは、車両内の電子モジュールを接続するために使用されるフラットな電気相互接続コンポーネントです。一般的な構造は、定義されたピッチで配置され、絶縁フィルムでラミネートされた複数の平坦な銅導体で構成されます。端子領域は、指定されたコネクタ インターフェイスに合わせて露出またはその他の方法で加工することができます。
基本的な構造には次のものが含まれます。
平型銅導体
PIまたはPET絶縁
露出した接触領域
端子補強用スティフナー
オプションのシールド構造
コネクタ-互換の接点構成
自動車用 FFC の主なエンジニアリング価値は、従来のワイヤー ハーネスがより多くの配線スペースを必要とする場合にコンパクトな接続を提供できることです。これは、限られたエリアに設置されるディスプレイ、カメラ モジュール、制御ユニット、センサー、その他の電子アセンブリに特に関係します。
自動車環境では、多くの家庭用電化製品アプリケーションとは異なる要件も生じます。{0}} ISO 16750-1:2023 は、特定の取り付け場所に関連する要件とともに、道路車両の電気および電子機器の環境条件とテストに取り組んでいます。 ISO 16750 シリーズは、電気的、機械的、気候的、化学的負荷もカバーしています。
車載用フレキシブルフラットケーブルの種類
車載用 FFC 製品は、用途、構造、温度要件、インターフェイス構成に応じて分類できます。一般的な 3 つのカテゴリは、ディスプレイ FFC、カメラ モジュール FFC、高温 FFC です。-
車載用ディスプレイ FFC
車載ディスプレイ FFC は、ディスプレイ アセンブリとそれに関連する電子制御ボード間の内部接続に使用されます。一般的な用途には、計器クラスタ、センター情報ディスプレイ、インフォテインメント システム、タッチスクリーン モジュール、後部座席ディスプレイなどがあります。-
ディスプレイ アプリケーションでは、多くの場合、正確なピッチ、ピン数、ケーブル長、コンタクトの方向、露出したコンタクトの寸法が必要です。正しい組み合わせは、ケーブル単体ではなく、コネクタと PCB レイアウトに大きく依存します。
したがって、調達チームにとっては、一般的なケーブル幅のみを指定するよりも、コネクタの部品番号または既存のケーブル サンプルの方が役立つ場合があります。
車載カメラ FFC
車載カメラ FFC は、リアビュー カメラ、サラウンド ビュー システム、駐車支援、ADAS- アセンブリなどの用途でカメラ モジュールを電子制御回路に接続します。-
カメラ接続では、信号の完全性、制御されたルーティング、コネクタの互換性、および利用可能な設置スペースがより重視される場合があります。信号要件に応じて、シールドやその他の構造の変更も考慮される場合があります。
適切な設計は、1 つの標準 FFC 構成がすべての車載カメラで機能すると仮定するのではなく、カメラ モジュールのインターフェイスと電気要件から決定する必要があります。
自動車用高温-FFC
車載用高温 FFC は、ケーブルが高温の動作温度にさらされる場所を対象としています。{0}例としては、特定の電源制御、HVAC、ECU、バッテリー管理、その他の車両電子アセンブリなどが挙げられます。{2}
このような用途では、材料の選択が特に重要になります。より高い温度性能が必要な場合は PI 絶縁を選択できますが、実際の動作温度は設置場所とシステム仕様に従って定義する必要があります。
温度定格は、独立したケーブルの特性として扱うべきではありません。コネクタ、接点構造、絶縁システム、取り付け位置、および必要な試験条件をすべて合わせて検討する必要があります。
フレキシブルフラットケーブルの自動車用途
FFC テクノロジーの使用は、現代の車両に統合される電子機能の数が増加するにつれて拡大しています。
ディスプレイとインストルメントクラスター
車載用ディスプレイには、パネル、制御基板、その他の電子モジュール間のコンパクトな内部接続が必要です。 FFC は、計器クラスタ、インフォテインメント システム、タッチスクリーン アセンブリ内の利用可能なコネクタ位置と限られたスペースを中心に構成できます。
通常、ケーブルの仕様は、コネクタのピッチ、ピン数、ケーブル長、接触方向、電気要件などのディスプレイ アーキテクチャに従います。
カメラ、センサー、ADAS モジュール
カメラおよびセンサー システムには、ますます統合化が進む電子アセンブリ内で配線できるコンパクトな接続が必要です。自動車用 FFC ケーブルは、カメラ モジュール、センサー システム、駐車支援装置-、ADAS- 関連電子機器の周囲で使用される場合があります。
これらの用途では、調達チームは信号要件、コネクタの互換性、シールド要件、およびケーブル周囲の機械的条件に特に注意を払う必要があります。
バッテリー、制御、および室内電子機器
FFC テクノロジーは、バッテリー管理システム、電子制御ユニット、車体制御電子機器、HVAC 制御、室内電子モジュールの接続にも考慮できます。{0}{0}{1}
特定の要件は、取り付け場所によって大きく異なります。 ISO 16750-2:2023 は道路車両の電気および電子機器の電気負荷に対応し、ISO 16750-3 と ISO 16750-4 はそれぞれ機械負荷と気候負荷に対応します。
このため、インテリア ディスプレイを目的とした自動車用 FFC は、高温または機械的に要求の厳しい場所に設置されるものと同じ要件を使用して自動的に指定されるべきではありません。{0}}
車載用フレキシブルフラットケーブルの主な仕様
自動車用 FFC 製品を比較する場合、購入者は単一のパラメータに焦点を当てるのではなく、完全な仕様を評価する必要があります。
導体、ピッチ、ピン数
導体の数とピッチによって、ケーブルの電気密度と物理インターフェイスが決まります。一般的な FFC 設計では、コネクタや用途に応じて、0.3 mm、0.5 mm、または 1.0 mm などのピッチが使用されます。
ピン数、ケーブル幅、導体の寸法は、相手コネクタに合わせて調整する必要があります。ケーブルのピッチは正しいが、コンタクトの数が間違っている場合でも、意図したアセンブリと互換性がありません。
このため、自動車用 FFC 仕様では、通常、少なくとも導体数、ピッチ、ケーブル長、接点構成、および関連する寸法要件を特定する必要があります。
絶縁性と温度定格
絶縁材料は、ケーブルの使用可能な温度範囲と機械的動作に影響を与えます。 PI と PET はフレキシブル フラット ケーブルの構造に一般的に考慮される 2 つの材料ですが、適切な選択はアプリケーションの環境要件と電気要件によって異なります。
温度要件は、一般的な車両の温度範囲ではなく、実際の設置場所に基づく必要があります。 ISO 16750-4:2023 は特に気候負荷に対処し、電気または電子部品の取り付け場所に応じた要件を推奨しています。
接点構成と機械的要件
多くの場合、コネクタの互換性は購入時に最も重要な考慮事項の 1 つです。購入者は以下を確認する必要があります。
コネクタの種類と部品番号
ピッチ
ピン数
接触方向
接点露出寸法
補強材の要件
ケーブル長
曲げおよびルーティング条件
FFC が高速または高感度の信号を伝送する場合、インピーダンス制御やシールドなどの追加要件を設計仕様に含める必要がある場合があります。{0}
車載用フレキシブルフラットケーブルの選び方
適切なケーブルの選択は、ケーブル自体ではなく、完全な接続要件から始める必要があります。
FFC をコネクタ インターフェイスに一致させる
コネクタは、ケーブルの重要な寸法の多くを決定します。見積を依頼する前に、購入者はコネクタのモデル、ピッチ、コンタクトの数、コンタクトの方向、端子の寸法を特定する必要があります。
既存の設計の場合、コネクタの部品番号、設計図、または元のケーブル サンプルを提供すると、インターフェイスの不一致のリスクを大幅に軽減できます。
温度と設置条件を考慮する
予想される温度範囲は、ケーブルの物理的な位置とともに評価する必要があります。熱源、利用可能な換気、曲げ条件、振動、動き、設置スペースを考慮してください。
ISO 16750 は、さまざまな部分で車両の電気および電子機器に対する電気的、機械的、気候的、化学的環境負荷に対処しているため、参照フレームワークとして役立ちます。ただし、FFC の実際の合格基準は、顧客のコンポーネントの仕様と車両の用途によって定義される必要があります。
電気要件と信号要件を定義する
必要な導体の仕様は回路によって異なります。購入者は、電流要件、信号特性、導体抵抗、絶縁要件、および該当する場合はインピーダンスまたはシールド要件を特定する必要があります。
これは、機械的なケーブルの寸法だけでは電気的適合性が定義されない、ディスプレイ、カメラ、センサー、その他の信号に敏感なアプリケーションにとって特に重要です。{0}}
自動車用FFCの製造と品質要件
自動車プログラムの場合、サプライヤーの評価は、メーカーが必要なケーブル寸法を製造できるかどうかにとどまらず、拡張する必要があります。プロセス管理、トレーサビリティ、検査機能、顧客固有の要件はすべて、サプライヤーの適合性に影響を与える可能性があります。-
一般的な製造管理には、導体の寸法検査、絶縁積層管理、端子領域の処理、補強材の取り付け、最終的な寸法検証などが含まれます。{0}
電気試験には、合意された仕様に従って、導通、導体抵抗、絶縁関連の試験が含まれます。{0}}機械的または環境的検証には、曲げ、熱老化、温度サイクル、またはお客様のアプリケーションによって定義されたその他のテストが含まれる場合があります。
自動車の品質要件は、顧客の{0}}特定の要件や自動車の品質管理システム-に関連付けられている場合もあります。たとえば、IATF の現在の顧客-固有-要件データベースには、フォード、ゼネラル モーターズ、ステランティス、フォルクスワーゲン、メルセデス-ベンツ、BMW などの主要自動車メーカーからの要件がリストされています。
したがって、自動車用 FFC サプライヤーは、認証の主張だけではなく、実際のプログラム要件に従って評価される必要があります。
自動車用フレキシブルフラットケーブルを調達する際に提供するもの
詳細な RFQ は、サプライヤーがアプリケーションを正確に評価するのに役立ち、不必要な見積サイクルを削減します。
自動車用 FFC プロジェクトの場合、購入者は理想的には以下を提供する必要があります。
アプリケーションと車両システム
コネクタ品番
ピッチとピン数
ケーブル長と全体寸法
コンタクト方向とコンタクト露出寸法
必要な断熱材
動作温度
電気および信号の要件
シールドまたはインピーダンスの要件（該当する場合）
年間またはプロジェクトの数量
既存の図面、サンプル、または参照部品
新しい設計の場合、通常の開発プロセスには、図面のレビュー、プロトタイプのサンプル、設計の確認、パイロット生産、およびその後の量産が含まれる場合があります。
プロトタイプの開発と生産の両方をサポートできるサプライヤーは、プロジェクトが量産に入る前に同じ製造プロセスに対して設計変更をレビューできるため、多くの場合管理が容易です。
車載用フレキシブルフラットケーブルに関するFAQ
車載用フレキシブルフラットケーブルとは何ですか?
車両内の電子モジュールを接続するために使用されるフラット相互接続ケーブルです。平行導体構造により、コンパクトな配線と小型コネクタ インターフェイスとの互換性が可能になります。
車載用FFCと標準FFCの違いは何ですか?
基本的な構造は同様ですが、自動車用途では、温度、振動、電気負荷、機械的条件、材料、テスト、顧客固有の品質要件に関連する追加要件が課される場合があります。{0}}
自動車用FFCにはどのようなピッチオプションがありますか?
ピッチはコネクタと用途によって異なります。一般的な構成には 0.3 mm、0.5 mm、1.0 mm がありますが、特定の設計では他の寸法も利用できる場合があります。
車載用FFCはカスタマイズできますか?
はい。メーカーとアプリケーションに応じて、カスタマイズには導体の数、ピッチ、ケーブル長、絶縁材料、接点構成、補強材、シールド、その他の寸法要件が含まれる場合があります。
自動車用FFCの見積もりにはどのような情報が必要ですか?
コネクタの部品番号、図面、サンプル、ピッチ、ピン数、ケーブル長、コンタクト構成、温度要件、用途、および予想数量は、見積もりと技術レビューの有用な出発点となります。
量産前にサンプルを提供してもらえますか？
カスタマイズされた自動車用 FFC プロジェクトの場合、量産前に寸法、コネクタの互換性、電気的性能、アセンブリの適合性を検証するために、プロトタイプまたは試作サンプルがよく使用されます。{0}
結論
車載用フレキシブル フラット ケーブルの選択は、単純なケーブル サイズの決定ではなく、最終的にはインターフェースとアプリケーションのマッチングを考慮して決定されるものです。{0}{1}コネクタ、導体構成、絶縁材料、温度要件、電気的特性、設置環境、試験要件を 1 つのシステムとして考慮する必要があります。
車載ディスプレイ、カメラ モジュール、制御電子機器、バッテリー管理システム、センサー、その他の小型電子アセンブリの場合、サプライヤーが RFQ 段階で完全な技術情報を受け取ると、適切な FFC 構成をより正確に決定できます。{0}
したがって、グローバルな OEM およびコンポーネント調達チームにとって、最も有用な開始点は、コネクタ情報、動作条件、電気要件、目標数量、および該当する品質要件を組み合わせた完全な図面またはサンプルです。これにより、自動車用 FFC メーカーは、実現可能性を評価し、サンプルを準備し、大量購入前に検証できる生産仕様を確立するのに十分な情報が得られます。
参考文献
1.国際標準化機構 (ISO)、ISO 16750-1:2023 - 道路車両 - 電気および電子機器の環境条件とテスト - パート 1: 一般。
2.国際標準化機構 (ISO)、ISO 16750-2:2023 - 電気負荷。
3.国際標準化機構 (ISO)、ISO 16750-3:2023 - 機械的負荷。
4.国際標準化機構 (ISO)、ISO 16750-4:2023 - 気候負荷。
5.国際標準化機構 (ISO)、ISO 16750-5:2023 - 化学物質の負荷。
6.国際自動車特別委員会 (IATF)、顧客固有の要件。