プリント基板の温度変化による寸法値変化

Question

プリント基板(FR4材)端末部の温度変化による寸法変化の計算を行いたいのですが
元の長さについての考え方について教えてください。

プリント基板(FR4材)を樹脂BRKT(PP材)にタッピングスクリュにて3か所固定しています。
FR4の線膨張係数は14ppm/°Cで、温度変化は-30度～100°間の130°です。
なので 変化量mm = (14 × 10-E6) X 元の長さ × 130で求められるかと思うのですが
ここでプリント基板の元の長さをどう考えるかがわからないです。
1.プリント基板の基準(固定用の穴中心)からプリント基板端末までの長さまでを
　元の長さとして考えるのか?
2.プリント基板自体の長さ(長手方向)で考えるのか?
3.タッピングスクリュで締め上げてるのでその部位は動かないと仮定し
　そのスクリュ固定部からプリント基板端末までを元の長さとして考えるのか？

どれが一番妥当なのか教えていただけたら幸いです。

Accepted Answer

回答(1)再出
プリント基板端部と筐体間の隙間が適正であるか評価したいのですか。
実務的には、ある程度余裕のある隙間寸法を確保してあれば、熱膨張によって多少隙間寸法が変化しても問題が生じないと判断して、詳細検証を行わないのが一般的でしょう。
今回は一度乗りかかった船ですから、徹底的に検証することは悪くないと思います。
その際は、ご質問の1.～3.のいずれでもなく、(1)プリント基板自体の熱膨張と剛性、(2)プリント基板を取りつける構造体の熱膨張と剛性、(3)プリント基板を取りつける構造体とプリント基板端部を覆う筐体の熱膨張を総合して検討する必要がありそうですね。
まずは、構造を図として描き起こすことから始めた方がいいと思います。

Answer

>ここでプリント基板の元の長さをどう考えるかがわからないです。
それは、プリント基板のガーバーデーター（穴あけデーター＝ドリルデーター）です、それ以外の基準などありません（基盤切り出しの切断長さはそれほど正確でない場合もあります、少なくとも1/00mmの精度ではありません）
また基盤の熱膨張だけ考えても無駄です、固定している筐体側も熱膨張しますのでその差分で考えないと無意味で、基盤と同じ熱膨張の筐体なら、差分はゼロなので「プリント基板の温度変化による寸法値変化」は考える必要は無くなります。

Answer

どのような目的で熱膨張を扱うかによって考え方が変わりますが、
一般的には、取付けているベースプレートとの相対的な関係を考慮することが適切なように思います。この観点に基づけば、取付けねじ間隔に対する熱膨張を代表値として扱ったら如何でしょうか。

目的次第で代表値として扱うべき部位は異なりますので、熱膨張を考慮して何をしたいかを明確にすることが、最初に必要と思います。

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