PCBブログ - フレキシブルPCBの最小曲げ半径

フレキシブルプリント基板の最小曲げ半径は重要なパラメータであり、その構造と電気的性質に影響を与えずに基板が曲げられる最小半径を指す。合理的な曲げ半径は回路基板の信頼性に影響するだけでなく、製品の設計柔軟性にも関係している。

フレキシブルPCBは曲げのために設計され、曲げ半径は回路基板の機能と耐久性を確保する重要な要素である。フレキシブルPCBの曲げ半径とは、回路基板が安全に曲げられる範囲または程度を意味する。これは主に使用する材料の厚さと剛性、および任意の剛性領域の層数と位置に依存します。フレキシブルPCB曲げ半径の設計ガイドは以下の通りである：

1）急カーブ（90度）ではなく、グラデーションカーブを使用する

2）PCBカットの使用は曲げ半径の低減にも役立つ

3）同時に銅線の厚さを減らし、回路基板をより良く曲げることができる

フレキシブルPCBが曲がると、中心線の両側の応力タイプが異なります。曲面の内側は圧力、外側は張力です。印加応力の大きさはFPCフレキシブル回路基板の厚さと曲げ半径に関係している。過大な応力はFPCフレキシブル回路基板の積層、銅箔の破断などを招く。そのため、設計時にフレキシブルPCBの積層構造を合理的に配置し、湾曲表面中心線の両端の積層をできるだけ対称にするべきである。同時に、異なる適用シーンに基づいて最小曲げ半径を計算する必要があります。

可撓性pcbの最小曲げ半径計算に影響する因子

1）基材厚さ

厚い基板は、柔軟性が劣るため、通常は大きな曲げ半径を有する。一方、薄い基板の方が曲げやすいため、曲げ半径が小さい。最適な柔軟性と信頼性を確保するために、Flex PCB設計の具体的な要件に基づいて適切な基板厚を選択します。

2）銅層の数とタイプ

銅層は電気的接続を提供し、これは回路基板の全体的な剛性を高めるのに役立つ。軟板に銅層がある場合は、曲げ中に銅線や貫通孔が破損しないように、曲げ半径を大きくする必要があります。また、使用される銅のタイプ、例えば標準銅や高温銅は、フレキシブルPCBの曲げ半径にも影響します。

3）被覆材の柔軟性

被覆材の柔軟性は、曲げ半径に影響を与えるもう1つの要素である。被覆材は、可撓性回路において銅を保護し、絶縁を提供するための保護層である。被覆材の柔軟性は、その成分及び厚さに応じて変化することができる。より柔軟な被覆材料はより小さな曲げ半径を可能にするが、より柔軟な被覆材料は亀裂や層状化を避けるためにより大きな曲げ半径を必要とする。

4）全体設計（アセンブリと配線の配置）

湾曲領域に近いコンポーネントは、干渉や破損を防ぐために、より大きな湾曲半径を必要とすることがあります。そのため、曲がる過程で応力の集中点や故障を引き起こす可能性があるため、鋭角や急カーブを避けるために、配線を慎重に計画する必要があります。

フレキシブルPCB曲げ半径の計算方法

1）IPC−223規格を使用する一般的な方法であって、この規格は、硬軟板の厚さ及び層数に基づいて曲げ半径を計算するためのガイドラインを提供する。本基準では、曲げ過程で軟板と硬板が受ける材料性能と機械応力を考慮した。

2）もう1つの方法は、式を用いてR=T"Kを計算することである。ここで、Rは曲げ半径であり、TはPCB厚さであり、Kは材料特性に依存する定数値である。この式は、さらなる解析と最適化の起点として使用できる曲げ半径の一般的な推定を提供します。

フレキシブル基板の最小曲げ半径は、その性能と耐久性に重大な影響を与える。適切な曲げ半径により、優れた電気的特性を維持しながら、実際の用途では回路基板が損傷する可能性が低いことを保証します。設計には、最適な信頼性と柔軟性を実現するために、材料、厚さ、レイアウトなどの要素を十分に考慮する必要があります。

1.電気性能の影響

最小曲げ半径が小さすぎると、フレキシブル基板内の銅線が破断し、信号伝送と電気的性能に影響を与える可能性があります。施工中に板材が曲げ限界に追い込まれると、短絡やその他の故障を引き起こす可能性があります。したがって、安全な湾曲範囲内での動作を確保することは、回路設計における重要な考慮事項である。

2.構造整合性

適切な曲げ半径は回路基板の構造完全性を高め、使用中の反復曲げによる材料疲労と破壊を防止する。曲げ半径が小さい設計では、曲げ領域の応力が増加し、層間はく離や銅層の破断を招き、回路の全体的な信頼性に影響を与える可能性があります。

3.耐用年数

フレキシブル基板の最小曲げ半径は、その寿命に直接関係している。設計が適切でないか、曲げ半径の計算が正しくないと、実際には回路基板が早期に故障する可能性があります。曲げ半径を合理的に設計することで耐久性を高め、回路基板が反復曲げられた後も正常に動作することを保証することができる。

4.設計の柔軟性

フレキシブル回路基板の設計には、その曲げ性を考慮する必要があり、曲げ半径を小さくすることで、設計者は製品の形状により大きな柔軟性を持つことができます。しかし、これは、回路基板の機能と耐久性が影響を受けないように設計する際には、より注意しなければならないことを意味しています。適切な曲げ半径設計により、電子製品は複雑な空間環境によりよく適応することができます。

5.生産と材料の選択

フレキシブル回路基板に適した最小曲げ半径は、一般に使用される材料とPCBの厚さに依存する。実際の生産では、設計者は、製品の製造性と可用性を向上させるために、最小曲げ半径要件を満たすように適切な基板厚と材料を選択しなければならない。

フレキシブルpcbの最小曲げ半径は重要なパラメータであり、回路基板の性能と耐久性に影響するだけでなく、製品の設計の柔軟性も決定します。設計過程では、最終製品の信頼性と品質を確保するために、材料の選択、厚さ、レイアウトなどの要素を十分に考慮しなければならない。技術の進歩に伴い、フレキシブル基板の応用シーンはより広くなり、設計者は革新と技術の間にバランスを見出し、ますます多様化する市場ニーズに対応する必要がある。