Flex-Starre Leiterplatte
Flex-Rigid-PCBs sind Platten, die eine Kombination aus flexiblen und starren Leiterplatten in einer Anwendung nutzen. Die meisten Flex-Rigid-PCBs bestehen aus verschiedenen Schichten flexibler Schaltungsträger, die je nach Anwendungsdesign außen und innen an mindestens einer starren Platte befestigt sind. Die flexiblen Träger sind für einen konstanten Biegezustand ausgelegt und werden bei der Montage oder Installation in der Regel in die Biegebiegung gebracht.
Die Herstellung von starrflexiblen Leiterplatten ist anspruchsvoller als die klassischer starrer Leiterplatten, da diese im 3D-Raum konstruiert werden, was zusätzlich eine höhere räumliche Produktivität bietet. Das flexible Leiterplattensubstrat kann gefaltet, gerollt und verdreht werden, um durch die Abbildung der starrflexiblen Leiterplatte die gewünschte Form für das endgültige Anwendungspaket zu erreichen.
Zwar kann die Konstruktion und Herstellung dieser Art flexibler Schaltkreise zunehmend teurer werden, doch bieten sie verschiedene bedeutende Vorteile.
- Die Verwendung von 3D kann den Platzbedarf einschränken
- Reduzierte Plattengröße und Gesamtrahmengewicht durch Wegfall der Notwendigkeit von Verbindungsstücken und Verbindungen zwischen einzelnen starren Komponenten.
- Durch die Platzvergrößerung kommt es häufig zu einer geringeren Anzahl an Einzelteilen.
- Weniger Bindefugen gewährleisten eine höhere Verbindungssicherheit.
- Durch die Verwendung von flexiblen Folien ist die Handhabung beim Zusammentragen einfacher.
- Leiterplattenmontageprozesse können mit starr-flexiblen Leiterplatten vereinfacht werden.
- Integrierte ZIF-Kontakte bieten einfache, isolierte Schnittstellen zum Framework.
- Die Testbedingungen sind optimiert. Ein umfassender Test vor der Inbetriebnahme ist möglich.
- Mit Starrflexplatten werden die Logistik- und Montagekosten deutlich gesenkt.
- Es ist möglich, die Vielseitigkeit des mechanischen Designs auszubauen, was die Freiheit bei der Unterbringungsanordnung weiter erhöht.
Flexible starre Leiterplatten können auch unter widrigsten Bedingungen, insbesondere bei großer Hitze, eine gute Leistung erbringen. Beispielsweise kann die starr-flexible Leiterplatte selbst unter härtesten Bedingungen, insbesondere bei extremer Hitze, gut funktionieren. Eine starr-flexible Leiterplatte ist zudem einfach zu testen und eignet sich daher für das Prototyping.
Eine starrflexible Leiterplatte ist etwas, das die meisten Menschen beim Gedanken an eine Leiterplatte in Betracht ziehen. Diese Platten verbinden elektrische Bauteile über Leiterbahnen und verschiedene Komponenten, die auf einem nichtleitenden Substrat angeordnet sind. Bei starrflexiblen Leiterplatten besteht der Großteil des nichtleitenden Substrats aus Glas, was die Härte und Festigkeit der Leiterplatte erhöht. Eine starrflexible Leiterplatte bietet den Komponenten hervorragenden Halt und einen angemessenen Wärmewiderstand.
Leiterbahnen flexibler Leiterplatten befinden sich auf einem nichtleitenden Substrat. Solche Leiterplatten verwenden ein flexibles Substrat, beispielsweise Polyimid. Die flexible Basis ermöglicht flexiblen Schaltungen, Wärme abzuleiten, Vibrationen standzuhalten und sich in verschiedene Formen zu überlagern. Aufgrund ihrer grundlegenden Flexibilität werden flexible Schaltungen zunehmend in innovativer und kompakter Hardware eingesetzt.
Flexible, starre Leiterplatten haben vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Sie werden in kleinen Konsumgütern wie Multimedia-Playern und Telefonen, in der Avionik oder in modernen militärischen Systemen eingesetzt. Die Anwendungen sind unten aufgeführt:
Anwendungen in der Medizinbranche für starrflexible Leiterplatten
Herzschrittmacher, Handmonitore, Cochlea-Implantate, Bildgebungsgeräte, drahtlose Controller, Arzneimittelabgabesysteme und mehr.
Anwendungen in der Militärindustrie für starrflexible Leiterplatten
Kommunikationssysteme, Waffenleitsysteme, GPS, Überwachungs- oder Verfolgungssysteme, Raketenstartdetektoren für Flugzeuge und andere.
Anwendungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie für starrflexible Leiterplatten
GPS, Radargeräte, Kontrollturmsysteme, Funkkommunikationssysteme, Sensoren, Bewegungssensoren, Lärm- und Vibrationsprüfsysteme, Umwelt- und Klimaprüfkammern.
Anwendungen in der Telekommunikationsbranche für starrflexible Leiterplatten
Handgeräte, Basisstationen, Kommunikationssatelliten, Signalverarbeitungssysteme, drahtlose Kommunikationssysteme, Router und Server, Übertragungsmedien, Online-Signalerweiterungssysteme und vieles mehr.
Bei der Konfiguration von Rigid-Flex-Leiterplatten müssen bestimmte Überlegungen hinsichtlich der endgültigen Produktgrößen berücksichtigt werden. Bei der Montage von Rigid-Flex-Platten federt der flexible Polyimidkern zurück, sobald die verstärkte Kupferfolie abgekratzt wird. Diese Vielfalt muss im Designprozess berücksichtigt werden.
Biegeabschnitte müssen gebogen werden und die Betonung der Biegeabdeckung kann zu Spannungsbrüchen führen.
Flex-Starr-PCB-Materialien
- Gründe
1. Polyimid
2. Polyester (PET) - Leitermaterial
- Klebstoffe
1. Polyimid-Klebstoffe
2. Polyesterklebstoffe
3. Acrylatklebstoffe
4. Epoxide - Schutzbeschichtungen
1. Deckblätter
2. Decklacke
Neben diesen Materialien gibt es noch weitere optionale Materialien, die bei der Herstellung von starrflexiblen Leiterplatten verwendet werden, um deren Betriebssicherheit und Qualität zu erhöhen. Dazu gehören Anlaufschutzbeschichtungen und Trägersubstrate. Leiterplattenhersteller wählen diese Materialien entsprechend den Kundenanforderungen und den genauen Anwendungsvoraussetzungen aus.
Das für starrflexible Leiterplatten verwendete Material bestimmt maßgeblich die Qualität und die Gesamtfunktion der starrflexiblen Platten. Wie bereits erwähnt, müssen die Plattenmaterialien sorgfältig ausgewählt werden, nachdem einige Kriterien wie Haltbarkeit, Kosten und elektrische Voraussetzungen der Schaltung berücksichtigt wurden. Dies trägt zur Herstellung von starrflexiblen Leiterplatten bei, die jahrelang störungsfrei und zuverlässig funktionieren.
| Schicht | 1-50-Ebenen |
|---|---|
| Material | FR-4, CEM-1, CEM-3, Hight TG, FR4 halogenfrei, FR-1, FR-2, Aluminium |
| Brettdicke | 0.2mm-7mm |
| Max. Fertige Plattengröße | 500mm * 500mm |
| Min. Bohrlochgröße | 0.25 mm |
| Minute Linienbreite | 0.075 mm (3 mil) |
| Mindest. Zeilenabstand | 0.075 mm (3 mil) |
| Oberflächenbeschaffenheit/-behandlung | HALS/HALS bleifrei, Chemisch Zinn, Chemisch Gold, Immersionsgold |
| Kupferdicke | 0.5-4.0 Unzen |
| Lötmaskenfarbe | grün/schwarz/weiß/rot/blau/gelb |
| Lochtoleranz | PTH: ±0.075, NTPH: ±0.05 |
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