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フレキシブル基板の補強板の選び方

フレックス基板は、曲がるように設計した場所でだけ曲がるべきです。補強板はそれを徹底する手段です。

Hitech Circuits エンジニアリングデスク

中国・深セン · PCB製造・実装

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技術監修: プロセス数値は公開中の能力表と照合済みです。

フレキシブル基板に使う補強板材料の比較

補強板が実際にすること

補強板は、フレックス基板に接着して曲がりを止め、コネクタを正しい厚みに保ち、あるいは熱を広げる局所的な層です。電気設計の一部ではありませんが、実装が挿入、リフロー、取り扱いに耐えられるかを決めます。

必要になる領域は予測できます。コネクタの尾、部品のランド、はんだ接合部、穴パターン、そして締結される部分です。逆に曲げ領域は、補強板からも接着剤の流出からも自由に保たなければなりません。

4つの材料

ポリイミド。コネクタの尾の標準です。熱硬化性の接着剤で接着し、厚みの増加が小さく、ZIF コネクタが指定する尾の厚みを満たす通常の方法です。

PET。要求の厳しくない領域向けの安価なフィルム補強板で、耐熱上限はポリイミドより低くなります。

FR-4。ポリマーの選択肢でもっとも剛性が高く、単位面積あたりの価格は最も安く、通常 0.2〜1.5 mm です。部品領域を本当に剛直にしたい場合に適し、厚みが厳しい箇所には向きません。

ステンレス鋼。薄く、非常に剛直で、4つの中でもっとも高価です。FR-4 の補強板を入れる余地がないが、区間は動いてはいけない場合に選びます。

配置、厚み、カール

補強板が役に立つか害になるかを決める詳細が3つあります。

  • 面。スルーホールコネクタはコネクタ側、SMT 領域は通常その反対側です。誤ると、はんだパッドを塞ぐか、部品を持ち上げます。
  • 厚み。補強板+接着剤+フレックスが、嵌合する相手——コネクタ、筐体の溝、バネ接点——に合わなければなりません。厚みはフィルムではなく積み上げで指定します。
  • カール。接着剤厚と補強板厚は同時に選びます。フレックスと違う収縮をする補強板は部品を反らせ、自動実装で載せられなくなります。

指定の仕方

補強板は図面に独立した層として、材料、厚み、接着剤の種類、覆う領域を書き、どちら側に接着するかを明記します。コネクタが期待する尾の厚みとともにデータシートをお送りください。その1つの数値が、たいてい積み上げ全体を決めます。

基材と補強板の範囲はフレキシブル基板と製造対応能力にあります。補強板がリジッド部と接する箇所は、リジッドフレックスの設計で遷移を扱っています。

技術仕様

補強板材料
PI・PET・FR-4・ステンレス鋼
フレックス基材の厚み
12.5〜50 µm
接着剤厚
12〜35 µm
FR-4 補強板の厚み
通常 0.2〜1.5 mm
最小穴
0.006″

よくあるご質問

  • ZIF コネクタにポリイミド補強板が必要なのはなぜですか。

    ゼロ挿入力コネクタは決められた厚みでフレックスの尾をつかみ、フレックスのフィルムだけではそれよりずっと薄いからです。尾に接着したポリイミド補強板がコネクタ指定の厚みに合わせて平坦に保つため、接点が揃い、挿入力でカバーレイが剥がれません。FR-4 でも成立する設計はありますが、厚みが急に増えます。

  • 補強板はどちら側に置きますか。

    部品の実装方法で決まります。スルーホールコネクタでは、反対側のはんだパッドにアクセスできるよう、コネクタと同じ側に補強板を置きます。SMT のフレックスでは通常、部品と反対側に置き、追加した層でパッドと部品を乱さないようにします。

  • 金属の補強板が正解になるのはどんなときですか。

    FR-4 で許されるより薄く硬くしたい区間では、ステンレス鋼が通常の答えで、材料費は高くなります。アルミは電源部品から熱を逃がす用途で使われますが、当社の公開している補強材料は PI、PET、FR-4、ステンレス鋼ですので、放熱目的の補強板は前提ではなく DFM での相談事項です。

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