fpcの曲げ半径の計算方法

FPCフレキシブル基板を曲げた場合、芯線の両側で応力の種類が異なります。

これは、曲面の内側と外側に異なる力が作用するためです。

曲面の内側ではFPCに圧縮応力がかかります。これは、材料が内側に曲がるときに圧縮されて絞られるためです。この圧縮により、FPC 内の層が圧縮され、コンポーネントの層間剥離や亀裂が発生する可能性があります。

曲面の外側では、FPC に引張応力がかかります。これは、材料を外側に曲げると伸びるためです。外表面の銅配線と導電性要素は張力を受ける可能性があり、回路の完全性が損なわれる可能性があります。曲げの際に FPC にかかる応力を軽減するには、適切な材料と製造技術を使用してフレックス回路を設計することが重要です。これには、適切な柔軟性と適切な厚さを備えた材料を使用すること、FPC の最小曲げ半径を考慮することが含まれます。回路全体に応力をより均等に分散するために、十分な補強または支持構造を実装することもできます。

応力の種類を理解し、適切な設計を考慮することで、FPCフレキシブル基板の曲げや曲げに対する信頼性や耐久性を向上させることができます。

以下は、FPC フレキシブル回路基板が曲げられたり曲がったりしたときの信頼性と耐久性を向上させるのに役立つ、具体的な設計上の考慮事項です。

材料の選択:適切な素材を選択することが重要です。柔軟性と機械的強度に優れたフレキシブル基板を使用する必要があります。柔軟性のあるポリイミド (PI) は、優れた熱安定性と柔軟性により一般的に選択されます。

回路レイアウト:適切な回路レイアウトは、曲げ時の応力集中を最小限に抑える方法で導電性トレースとコンポーネントを配置および配線するために重要です。鋭い角ではなく丸い角を使用することをお勧めします。

補強とサポート構造:重要な曲げ領域に沿って補強またはサポート構造を追加すると、応力をより均等に分散し、損傷や層間剥離を防ぐことができます。強化層またはリブを特定の領域に適用して、全体的な機械的完全性を向上させることができます。

曲げ半径:最小曲げ半径は、設計段階で定義および考慮する必要があります。最小曲げ半径を超えると、過度の応力集中が発生し、破損する可能性があります。

保護とカプセル化:コンフォーマル コーティングやカプセル化材料などの保護により、機械的強度が向上し、湿気、塵、化学物質などの環境要素から回路を保護できます。

テストと検証:機械的な曲げや屈曲試験を含む包括的な試験と検証を実施することは、現実の条件下での FPC フレキシブル回路基板の信頼性と耐久性を評価するのに役立ちます。

曲面の内側は圧力、外側は引張となります。応力の大きさは、FPCフレキシブル基板の厚さと曲げ半径に関係します。過大な応力がかかると、FPCフレキシブル基板の積層や銅箔の破断等が発生します。したがって、FPC フレキシブル基板の積層構造は、曲面の中心線の両端が可能な限り対称になるように合理的に設計する必要があります。同時に、さまざまな用途状況に応じて最小曲げ半径を計算する必要があります。

状況 1. 片面 FPC フレキシブル基板の最小曲がりを次の図に示します。

最小曲げ半径は次の式で計算できます: R= (c/2) [(100-Eb) /Eb]-D
最小曲げ半径 R=、c= 銅皮膜の厚さ (単位 m)、D= 被覆フィルムの厚さ (m)、EB= 銅皮膜の許容変形 (パーセントで測定)。

銅皮の変形は銅の種類により異なります。
A およびプレス銅の最大変形は 16% 未満です。
B および電解銅の最大変形は 11% 未満です。

また、同じ材質でも使用場面によって銅の含有量も異なります。1 回限りの曲げの場合は、破壊の臨界状態の限界値が使用されます (値は 16%)。曲げ設置設計の場合は、IPC-MF-150で規定された最小変形値（圧延銅の場合は10％）を使用してください。動的で柔軟な用途の場合、銅スキンの変形は 0.3% です。磁気ヘッド用途の場合、銅皮膜の変形率は0.1%です。銅皮膜の許容変形量を設定することで、最小曲率半径を計算することができます。

動的柔軟性: この銅皮の適用シーンは変形によって実現されます。たとえば、IC カード内の蛍光体弾丸は、IC カードを挿入した後にチップに挿入される IC カードの一部です。挿入の過程で、シェルは継続的に変形します。このアプリケーション シーンは柔軟かつ動的です。

片面フレキシブル PCB の最小曲げ半径は、使用される材料、基板の厚さ、アプリケーションの特定の要件などのいくつかの要因によって異なります。一般に、フレックス回路基板の曲げ可能な半径は、基板の厚さの約 10 倍です。例えば板厚0.1mmの場合、最小曲げ半径は約1mmとなります。最小曲げ半径未満で基板を曲げると、応力が集中し、導電性トレースに歪みが生じ、基板に亀裂や剥離が発生する可能性があることに注意することが重要です。回路の電気的および機械的完全性を維持するには、推奨される曲げ半径を遵守することが重要です。特定の曲げ半径のガイドラインについてはフレキシブル ボードのメーカーまたはサプライヤーに相談し、設計およびアプリケーションの要件が満たされていることを確認することをお勧めします。さらに、機械的なテストと検証を実行すると、ボードの機能と信頼性を損なうことなくボードが耐えられる最大応力を決定するのに役立ちます。

状況 2、FPC フレキシブル回路基板の両面基板は次のとおりです。

そのうち: R= 最小曲げ半径、単位 m、c= 銅皮膜の厚さ、単位 m、D= 被覆フィルムの厚さ、単位 mm、EB= 銅皮膜の変形、パーセンテージで測定。

EBの値は上記と同じです。
D= 中間層の厚さ、単位 M

両面 FPC (フレキシブル プリント回路) フレキシブル回路基板の最小曲げ半径は、通常、片面パネルの最小曲げ半径よりも大きくなります。これは、両面パネルの両面に導電性トレースがあり、曲げ時の応力や歪みの影響を受けやすいためです。両面 FPC フレックス PCB 基板の最小曲げ半径は、通常、基板の厚さの約 20 倍です。先ほどと同じ例で言えば、板厚0.1mmの場合、最小曲げ半径は約2mmとなります。両面 FPC PCB ボードを曲げる場合は、メーカーのガイドラインと仕様に従うことが非常に重要です。推奨される曲げ半径を超えると、導電性トレースが損傷したり、層の剥離が発生したり、回路の機能や信頼性に影響を与えるその他の問題が発生したりする可能性があります。特定の曲げ半径のガイドラインについてはメーカーまたはサプライヤーに相談し、機械的テストと検証を実行して、ボードがその性能を損なうことなく必要な曲げに耐えられることを確認することをお勧めします。