PCB 設計の柔軟性と剛性 - フレキシブル PCB 補強材のガイドライン

PCB コンポーネントでは、PCB スティフナーは多くのフレキシブル回路設計で必要不可欠です。フレキシブル回路基板は、市場で人気のあるプリント回路基板の 1 つです。

この記事では、次の点について説明します。

フレキシブル PCB の補強材は何ですか?

PCB補強材の用途は何ですか?

フレキシブル PCB に補強材が必要なのはなぜですか?

フレキシブル PCB 補強材

フレキシブル PCB 補強材の使用方法

FR4スティフナーに基づくリジッドフレキシブルPCBとハードPCBの違い

補強材の注意事項

剛性のある柔軟な積層サンプルと補強材

フレキシブル PCB の補強材は何ですか?

補強は PCB の電気部品ではありませんが、機械的なサポートを提供する役割を果たします。これは、組み立て中に PCB を機械的にサポートできる追加の機械部品です。

フレキシブル PCB にも欠点があります。彼らは柔軟性がありすぎるかもしれません！剛性が必要な場所では硬くない場合があります。これは、人間の経験が実践される場所です。これらのケースのために、PCB 補強材を作成しました。

補強材の用途は何ですか?

フレキシブル回路の特定の領域を強化する必要がある場合は、補強材を使用します。まず第一に、PCB 補強材は回路基板設計の一部ではないことを理解する必要があります。これにより、回路が曲がらず、部品のはんだ接合の完全性が保護されます。補強材が必要な理由は次のとおりです。

SMT や PTH コンポーネントを機械的にサポートする回路基板の特定の領域。

フレックス回路の法定の厚さを維持してください。

PCB アセンブリとコネクタをサポートします。

必要に応じて、フレキシブルパーツをリジッドエリアに制限します。

薄い基板の扱いに便利です。

フレキシブル回路の一部の領域を平らで安定した状態に保ちます。

ゼロ挿入力（ZIF）コネクタ仕様に準拠。

回路の曲げ半径は、リジッドパーツとフレキシブルパーツの交点で大きくなります。これにより、複数回の曲げ操作中にパーツに応力がかかるのを回避できます。

アレイをルーティングして予約します。これを達成するために、補強材は配列内に拡張されます。

フレキシブル PCB に補強材が必要なのはなぜですか?

次の場合は補強材が必要です。

コンポーネントは弾性領域に配置されます。

曲げ領域に配置されたコンポーネントの重量は、曲げ材料に圧力をかけます。

SMT ガスケットアセンブリを配置するには、フレキシブルパーツに平らで頑丈な表面を作成する必要があります。

複数の挿入が必要なコネクタには、パッドの応力を軽減するための補強が必要です。

フレキシブル PCB 補強材

flexible PCB

PCB 補強材に適切な材料を選択することは、当社の用途において広範な利点があるため、非常に重要です。このセクションでは、フレキシブル回路で一般的に使用される補強材について説明します。通常、PCB 補強板は FR4 または硬質ポリイミドでできています。

FR4は、エポキシ樹脂を含浸させたガラス繊維織物ラミネートです。ポリイミドは、フィルム層を形成する高温ポリマーから製造されます。何層にも重ねて厚みを増すことができます。

場合によっては、PCB 補強プレートとして他の材料 (ステンレス鋼やアルミニウムなど) を使用する必要がある場合があります。ただし、これらの材料はより高価です。

一般的な補強材の厚さ:

補強材の厚さは 0.002 ～ 0.059 インチです。カプトン補強材の厚さは 0.002 インチから 0.010 インチの範囲であり、剛性補強材の厚さは 0.008 インチから 0.059 インチの範囲です。 PCB 補強材が厚いほど、より多くのサポートが提供されます。しかし、それぞれのデザインは異なる厚みを追求しています。回路基板を厚くする場合は、ポリイミド補強材を使用する必要があります。

PCB補強材の使用方法は?

メッキスルーホール (PTH) コンポーネントに補強材を使用する場合、補強材は、コンポーネントに挿入されたフレキシブルワイヤの同じ側に配置する必要があります。これにより、フレキシブル回路のパッドにアクセスできます。スティフナーを部品の両側に接続することもできますが、PCB アセンブリは配列構成をチェックする必要があります。柔軟な回路設計のためにアセンブリアレイが必要な場合、アレイの境界全体に FR4 スティフナーを含めるのが一般的で、費用対効果が高くなります。これは剛体配列として要約されます。ほとんどの場合、これにより、リジッド回路基板設計と同じ方法でパーツを自動的に組み立てることができます。また、他のツールボードなども必要ありません。

通常、熱と圧力 (熱接合) を使用して補強材を回路に接続します。また、基板補強板の貼り付けには粘着剤を使用することも可能です。

2 つの一般的な接着剤は、通常、感圧接着剤 (PSA) と熱接着剤に属します。接着剤の選択は、熱暴露、耐薬品性、さまざまな材料への接着など、さまざまな性能要件によって異なります。

リジッド - フレキシブル PCB とリジッド PCB の違い

リジッドフレキシブル基板はフレキシブル基板ですが、FR4補強基板と組み合わせることで組立時の剛性を高めています。リジッドフレキシブル回路は、リジッド基板とフレキシブル基板を含むハイブリッドフレキシブル回路と呼ばれます。それらを積層して単一の構造にしました。

パッキンにも剛軟部に痕跡はありません。このリジッドパーツはこの位置だけ剛性を上げています。つまり、柔軟性のための機械的なサポートのみを提供します。しかし、リジッドフレキシブル基板の場合、リジッドボディとフレキシブル部品の両方が配線で設計されており、それらを穴を通して接続します。つまり、機械的なサポートではなく、リジッドフレキシブル PCB の電気的接続です。

リジッドフレキシブル PCB には電気接続があり、リジッド PCB は機械的サポートに使用されます。

基板補強の注意事項

補強材は、応力を軽減するために、露出したオーバーレイに 0.030 インチ重なる必要があります。カバーレイは、フレキシブル PCB のはんだバリアとして使用されます。

複数の補強材を使用する場合は、同じ補強材の厚さを維持してください。

フレキシブル設計に関する考慮事項の詳細については、一般的なフレキシブル PCB エラーの回避と設計の成功を参照してください。

フレキシブル回路にリジッドな領域が必要な場合は、スティフナーを使用して、コンポーネントまたはそれらに接続されているコネクタを保護できます。これにより、回路が曲がるのを防ぎ、はんだ接合部の完全性を保護します。 FR4材料は通常、熱硬化性アクリル接着剤または感圧接着剤で接続できる補強材に使用されます。これは、フレキシブル回路の特定の領域を修正するための要件を満たしています。 PCB アセンブリおよび PCB 処理メーカーは、PCB 設計のためのフレキシブルおよびリジッドフレキシブル PCB スティフナーガイドラインを説明しています。