IoT（Internet of Things）デバイス向けの基板｜プリント基板、基板設計、部品内蔵基板、部品実装、PWB、プリント基板の「富士プリント」

IoTデバイスは小型で携帯性が重要な場合が多いため、基板は可能な限りコンパクトに設計されます。多層基板やHDI（高密度相互接続）技術が採用されることが一般的です。

IoTデバイスは多くの場合、バッテリー駆動であるため、基板には低消費電力が求められます。効率的な電力管理回路や、省電力の通信モジュールが搭載されます。

通信モジュール（Wi-Fi、Bluetooth、LoRa、Zigbeeなど）やプロセッサ、センサーなどのコンポーネントが一体化されていることが多く、複雑な機能をコンパクトにまとめています。

IoT基板は屋外や過酷な環境で使用されることも多いため、耐熱性、耐湿性、耐振動性を備えた設計が必要です。

IoT基板の設計には、以下の要件が重要です。

IoT基板は、限られたスペースに多くの回路を詰め込む必要があるため、HDI基板やビルドアップ基板などが用いられます。多層構造にすることで、複雑な回路をコンパクトにまとめます。

Wi-Fi、Bluetooth、NB-IoT、LoRa、Zigbeeなどの通信モジュールが搭載されるため、無線通信性能を損なわないように設計されます。アンテナ部分の設計には、特に注意が必要です。

IoTデバイスでは、消費電力を最小限に抑えることが重要です。これには、省電力モードを備えたプロセッサや効率的な電力管理ICが使用されます。

小型化により、基板上で発生する熱が問題になることがあります。放熱設計や熱ビア、放熱材の使用が求められます。

IoTデバイスはネットワークに接続されるため、データの暗号化やセキュアな通信プロトコルに対応したチップの搭載が求められます。

IoT基板は、以下のような分野で幅広く利用されています。

スマート照明、スマートプラグ、セキュリティカメラ、スマートロックなど。
Wi-FiやBluetoothモジュールを組み込んだ基板が多い。

スマートウォッチ、フィットネストラッカー、医療モニタリングデバイス。
極小型基板で、低消費電力設計が重視されます。

機械の状態監視、工場自動化、ロボット制御。
高い耐環境性と信頼性が求められます。

温湿度センサー、土壌モニタリング、灌漑制御。
長距離通信が必要なため、LoRaやNB-IoT対応の基板が多い。

スマートメーター、交通管理システム、公共設備モニタリング。
広域通信や低消費電力技術が使用されます。

リモートモニタリング、体内埋め込み型デバイス。
小型で軽量、耐環境性が重視されます。

• HDI（高密度配線基板）：高密度の配線が可能で、IoT基板の小型化に最適。
• リジットフレックス基板：柔軟性と剛性のある基板を組み合わせ、コンパクトな設計を実現。
• ビルドアップ基板：層数を増やし、高密度化を実現。
• エニーレイヤー基板：任意の層間での接続が可能で、さらに複雑な設計に対応。

• コスト：小型化や高密度化に伴い、製造コストが高くなる。
• 信頼性：過酷な環境での動作を保証するための設計・試験が必要。
• データセキュリティ：ネットワーク接続機能を持つ基板では、セキュリティが最重要課題。

IoT基板は、今後ますます多様化・高性能化が進むと予想されます。用途に応じた適切な技術の選択と設計が、IoTデバイスの性能を大きく左右します。