アットマークエレ:プリント基板制作に関する技術アイデアまとめ

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屈曲回路のパターン設計

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耐屈曲性の高いフレキシブル基板を目指すには、回路の導体パターンの形状に注意が必要です。では、どんなパターンを設計すると良いのでしょう?

導体パターンの形状で耐屈曲性は大きく異なる

 フレキシブル基板の耐屈曲性は、回路の配線パターンの形状によって大きく違ってきます。基本的に、回路パターンはできるだけスムーズにすべきです。回路幅が急に変わったり、急角度で曲がったりするような形状は、配線強度や耐屈曲性を低下させかねないので避けなければなりません。

回路幅、角度が変わる場合はスムーズに

 回路の幅や角度が変えなければならない場合には、急激な変化は避けます(図1)。部品のパッドなどから配線を引き出す際にティアドロップなどがないパターンは、【避けるべきパターン】です。図のように配線幅が急激に変化しています。このように直角や鋭角などができると、配線の強度も低下し、耐屈曲性が劣ります。

 耐屈曲性を高めるためには、まずはティアドロップを設けたパターンにしましょう。一般的なCADでティアドロップを設けると、配線幅はなだらかな変化をします。これが【使用可のパターン】です。ただ、使用可ではありますが、引き出し部と配線が細る箇所が角張っている点が気になります。配線幅がもっとスムーズに変化するよう、そのティアドロップをさらになだらかにしたのが【好ましいパターン】です。【使用可】よりも配線幅の変化が随分なだらになっています。このように、変化が少ないほどよい設計となります。

01_屈曲部のパターン設計例1 図1. 屈曲部のパターン設計例1

パッドとの接続はティアドロップでは不十分

 最近のデジタル回路の設計ソフトでは、パッド部の接続にティアドロップをつけるようになっていますが、フレキシブル基板の場合はこの程度では不十分で、図2に示されているように、パッドはできるだけ大きく、テーパはできるだけ長く緩やかにするようにします。

02_屈曲部のパターン設計例2 図2. 屈曲部のパターン設計例2

屈曲部ではパッドを避ける

 繰り返しになりますが、回路の耐屈曲性を高めるには、屈曲部の回路パターンをできるだけスムーズにすることが重要です。回路途中にどうしても接合のためのパッドやビアホールを設けなければならないような場合には、接続をできるだけスムーズにし、応力が一箇所に集中するのを避けるようにしましょう(図3)。

03_屈曲部のパターン設計例3 図3. 屈曲部のパターン設計例3

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