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Leiterplatte Blog - Flex PCB minimaler Biegeradius

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Flex PCB minimaler Biegeradius

2023-11-03
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Author:iPCB

Flexible Leiterplatten sind zum Biegen ausgelegt, und der Biegeradius ist ein Schlüsselfaktor, um die Funktionalität und Haltbarkeit der Leiterplatte zu gewährleisten. Der Biegeradius einer flexiblen Leiterplatte ist der Bereich oder Grad, in dem eine Leiterplatte sicher gebogen werden kann.


Flex PCB Biegeradius.jpg


Dies hängt vor allem von der Dicke und Steifigkeit des verwendeten Materials sowie von der Anzahl der Schichten und der Position eines beliebigen starren Bereichs ab. Die Konstruktionsrichtlinien für den Biegeradius flexibler Leiterplatten sind:

1) Vermeiden Sie scharfe Kurven (90 Grad) und verwenden Sie stattdessen Steigungskurven

2) Die Verwendung von Leiterplattenausschnitten hilft auch, den Biegeradius zu reduzieren

3) Reduzieren Sie auch die Dicke der Kupferverdrahtung, damit die Leiterplatte besser biegen kann


Wenn flexible Leiterplatten gebogen werden, sind die Spannungen auf beiden Seiten der Mittellinie unterschiedlich. Die Innenseite der gekrümmten Oberfläche ist Druck, und die Außenseite ist Spannung. Die Stärke der aufgebrachten Spannung hängt von der Dicke und dem Biegeradius der flexiblen FPC-Leiterplatte ab. Übermäßige Spannung kann Delamination von FPC flexiblen Leiterplatten, Kupferfolienbruch usw. verursachen. Daher sollte die Laminierungsstruktur der flexiblen Leiterplatte während des Entwurfs angemessen angeordnet sein, damit die Laminierung an beiden Enden der Biegeoberfläche Mittellinie so symmetrisch wie möglich ist. Gleichzeitig sollte der minimale Biegeradius basierend auf verschiedenen Anwendungsszenarien berechnet werden.


Faktoren, die die Berechnung des Biegeradius von Flex PCB beeinflussen

1) Dicke des Substrats

Dickere Substrate haben aufgrund ihrer geringen Flexibilität oft einen größeren Biegeradius. Auf der anderen Seite sind dünnere Substrate anfälliger für Biegungen und haben daher einen kleineren Biegeradius. Wählen Sie die geeignete Substratdicke entsprechend den spezifischen Anforderungen des Designs der Flex PCB, um optimale Flexibilität und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.


2) Anzahl und Art der Kupferschichten

Die Kupferschicht sorgt für elektrische Verbindungen, was zur Verbesserung der Gesamtsteifigkeit der Platine beiträgt. Wenn sich eine Kupferschicht in der Weichplatte befindet, muss der Biegeradius größer sein, um Schäden an der Kupferverdrahtung oder durch Löcher während des Biegevorgangs zu vermeiden. Darüber hinaus kann die verwendete Kupferart, wie Standardkupfer oder Hochtemperaturkupfer, auch den Biegeradius der flexiblen Leiterplatte beeinflussen.


3) Flexibilität der Abdeckmaterialien

Die Flexibilität des Abdeckmaterials ist ein weiterer Faktor, der den Biegeradius beeinflusst. Das Abdeckmaterial ist eine Schutzschicht, die in flexiblen Schaltungen zum Schutz von Kupfer und zur Isolierung verwendet wird. Die Flexibilität des Abdeckmaterials kann je nach Zusammensetzung und Dicke variieren. Flexiblere Abdeckmaterialien ermöglichen kleinere Biegeradien, während weniger flexible Abdeckmaterialien einen größeren Biegeradius benötigen, um Risse oder Delaminationen zu vermeiden.


4) Gesamtdesign (Platzierung der Komponenten und Verkabelung)

Bauteile in der Nähe des Biegebereichs benötigen möglicherweise einen größeren Biegeradius, um Störungen oder Beschädigungen zu vermeiden. Daher ist es notwendig, die Verkabelung sorgfältig zu planen, um scharfe Ecken oder scharfe Biegungen zu vermeiden, da sie zu Spannungskonzentrationspunkten und Versagen während des Biegevorgangs führen können.


Verfahren zur Berechnung des Biegeradius von Flex PCB

1) Eine gängige Methode ist die Verwendung des IPC-223 Standards, der Richtlinien für die Berechnung des Biegeradius basierend auf der Dicke und Anzahl der Schichten von weichen und harten Platten liefert. Diese Norm berücksichtigt die Materialeigenschaften und die mechanische Beanspruchung, die weiche und harte Platten während des Biegevorgangs tragen.


2) Eine andere Methode ist, die Formel zu verwenden, um R=T ïK zu berechnen. Wo R der Biegeradius ist, ist T die Leiterplattendicke und K ist ein konstanter Wert, der von den Materialeigenschaften abhängt. Diese Formel liefert eine allgemeine Schätzung des Biegeradius und kann als Ausgangspunkt für weitere Analysen und Optimierungen dienen.


Die flexible Schicht dient weiterhin als innere Schicht innerhalb des starren Teils und kann für Leiterverdrahtung verwendet werden.Der minimale Biegeradius der flexiblen Leiterplatte liegt normalerweise zwischen 1mm und 6mm. Nur durch den Einsatz ein- und zweilagiger flexibler Leiterplatten kann eine dynamische Biegebeanspruchung zuverlässig gewährleistet werden.