Denken Sie darüber nach, flexible Leiterplatten in Ihr Produkt zu integrieren? Diese Leiterplatten eignen sich aufgrund ihrer hervorragenden Eigenschaften perfekt für verschiedene Anwendungen. Da die Nachfrage nach flexiblen Leiterplatten voraussichtlich in Zukunft stark steigen wird, werden sie in elektronischen Geräten allgegenwärtig sein. Dieser Artikel informiert Sie über die wichtigsten Aspekte. Wie läuft beispielsweise die Herstellung flexibler Leiterplatten ab und welche Faktoren sollten Sie vor dem Kauf und der Herstellung von Leiterplatten berücksichtigen?
Flexibler PCB-Herstellungsprozess
Schritt 1: Flex-Schaltungsdesign
Der erste Schritt bei der Herstellung flexibler Leiterplatten besteht darin, mithilfe von CAD-Software (Computer-Aided Design) die flexible Leiterplatte zu entwerfen, einschließlich des Layouts der Schaltung, der Platzierung der Komponenten usw.
Schritt 2: Materialauswahl
Die gängigsten Materialien für die Herstellung flexibler Leiterplatten sind Polyimid- (PI) und Polyesterfolien (PET), da sie über hervorragende elektrische Isolationseigenschaften und Flexibilität verfügen und zudem sehr temperaturbeständig sind. Die konkrete Materialauswahl hängt von der Anwendungsumgebung, den Anforderungen an die Lötstoppmaske, den elektrischen Anforderungen usw. ab.
Schritt 3: Freilegung des Schaltungsmusters
Die Belichtung des Schaltungsmusters ist ein wichtiger Schritt im Herstellungsprozess flexibler Leiterplatten. Dabei wird das Schaltungsmusterdesign auf die kupferkaschiertes Laminat Material der Leiterplatte.
Schritt 4: Ätzen
Als nächstes müssen wir PCB-ÄtzenDabei wird unnötiges Kupfermaterial mithilfe einer Ätzlösung von der Leiterplatte entfernt. Dadurch entsteht das gewünschte Schaltungsmuster. Dabei werden auch die Bohrlöcher freigelegt, um die anschließende Lochbildung zu erleichtern.
Schritt 5: Versteifungsanwendung
In manchen Fällen sind Versteifungen zur strukturellen Verstärkung erforderlich. Dabei handelt es sich typischerweise um starre Materialien wie FR-4 (Epoxid-Glas-Verbundwerkstoff) oder Polyimid. Das Anbringen von Versteifungen an bestimmten Stellen der Platine kann zudem eine übermäßige Biegung in diesen Bereichen verhindern.
Schritt 6: Bohren und Plattieren
Bohren Sie an den dafür vorgesehenen Stellen der Leiterplatte sorgfältig Durchgangslöcher. Diese ermöglichen es Ihnen, später Bauteile direkt auf die Platine einzusetzen und zu löten. Nach dem Bohren werden die Löcher galvanisiert, um die Leitfähigkeit zwischen den Schichten sicherzustellen.
Schritt 7: Auftragen des Coverlays
In dieser Phase werden langlebige Polyimid-Deckschichten sorgfältig ausgerichtet und vor dem Laminierungsprozess auf den Produktionsplatten befestigt. Die Deckschichten schützen die Komponenten vor möglichen Beschädigungen in nachfolgenden Fertigungsschritten.
Schritt 8: Komponentenmontage
Sobald die flexible Leiterplatte hergestellt ist, müssen die Komponenten auf der Platine montiert werden. Gängige Montagetechniken sind die Oberflächenmontage (SMT) und die Durchsteckmontage.
Weiter lesen: Durchsteckmontage vs. Oberflächenmontage: So wählen Sie die richtige Methode
Schritt 9: Prüfung und Inspektion
Abschließend wird jede Leiterplatte einer elektrischen Prüfung unterzogen, um Kurzschlüsse und Unterbrechungen zu identifizieren und sicherzustellen, dass die Impedanz den Konstruktionsspezifikationen entspricht. Darüber hinaus werden visuelle und automatisierte Prüfungen sorgfältig durchgeführt, um physikalische Defekte oder Montageanomalien zu erkennen.
Was ist vor der Herstellung flexibler Leiterplatten zu beachten?
Der Einsatz von Flex-Leiterplatten bietet Ihnen eine große Vielfalt an Verbindungen und Zuverlässigkeit. Darüber hinaus zeichnen sie sich durch geringeres Gewicht, Langlebigkeit und eine kompakte Bauweise aus. Für Flex-Leiterplatten stehen verschiedene Materialien und Fertigungsoptionen zur Verfügung. Diese neue, aufstrebende Technologie hat eine vielversprechende Zukunft. Hier sind einige wichtige Punkte, die Sie vor der Herstellung beachten sollten:
Gewichtsreduzierung
Durch den Einsatz flexibler Schaltungen lässt sich das Gewicht verschiedener elektronischer Pakete reduzieren. Dies liegt daran, dass sie keine Verstärkungen aufweisen. Zudem weisen sie im Vergleich zu ungefüllten Polymeren eine höhere Dichte auf. Daher sollten Sie zur Gewichtsreduzierung ein geeignetes Material wählen.
Verkürzung der Montagezeit
Je flexibler die Leiterplatten sind, desto weniger brechen sie bei der Herstellung. Flexible Leiterplatten sind nicht zerbrechlich, daher ist das Bruchrisiko am geringsten.
Anschaffungskosten
Die meisten Menschen halten flexible Leiterplatten für kostspielig. Tatsächlich sind sie teuer. Betrachtet man jedoch Preis und Haltbarkeit, können sie die Kosten übersteigen. Sie müssen lediglich einen zuverlässigen Hersteller wählen. Zuverlässige Hersteller bieten langlebige Leiterplatten. Wenn Sie also ein paar Euro mehr ausgeben, ist das Geld sicher nicht verschwendet.
Dynamisches Biegen
Ein weiterer wichtiger Faktor ist der Kauf von Polyimid mit extrem dünner Kupferfolie. Es eignet sich ideal für verschiedene dynamische Biegeanwendungen. Für Biege- und Halteanwendungen können Sie eine dickere Flexfolie verwenden.
Wärmeableitung
Die Wärmeableitung ist auf flachen Kupferbahnen besser. Im Gegensatz zu Drähten, die von Isoliermaterial umgeben sind, ist die flexible Schaltung die beste Wahl für verschiedene Anwendungen. Anwendungen, bei denen die Hitzebeständigkeit ein entscheidender Faktor ist.
Flexible Leiterplatten sind im Vergleich zu anderen Leiterplattentypen hitzebeständiger. Berücksichtigen Sie daher immer diesen Faktor, um die Hitzebeständigkeit von Leiterplatten zu gewährleisten. Glücklicherweise ist dies bei flexiblen Leiterplatten standardmäßig der Fall.
Biegungsradius
Dies hängt von der Kupferdicke und der Gesamtdicke der Leiterplatten ab. Darüber hinaus hängt es auch von der Anzahl der Biegeschichten ab. Hier sind die Flex-Schaltungstypen und ihre geringste Biegefähigkeit:
Einseitige Flexschaltungen bieten eine 3- bis 6-fache Biegefähigkeit. Doppelseitige Flexschaltungen bieten eine 7- bis 10-fache Biegefähigkeit. Dynamische Flexanwendungen bieten eine fast 20- bis 40-fache Biegefähigkeit.
Materialien
Polyimid ist das am häufigsten verwendete Material für flexible Schaltungen. Für den Platinenbau stehen auch einige andere Materialien zur Verfügung, wie z. B. LCP (Flüssigkristallpolymere) und PEN (Polyethylennaphthalat). Wenn Sie zuverlässige Produkte wünschen, hat Polyimid oberste Priorität.
Vorteile von Polyimid
Hier sind einige Vorteile von Polyimid:
- Ideale Flexibilität bei allen Temperaturen
- Hervorragende elektrische Prioritäten haben
- Besitzt eine erstaunliche Widerstandsfähigkeit gegen Reißen und Chemikalien.
- Höchste Zugfestigkeit
Nachteile von Polyimid
Hier sind einige Nachteile von Polyimid:
- Es ist ziemlich teuer als PEN.
- Bei Verwendung mit einem Klebesystem verschlechtert sich die Temperaturbeständigkeit.
- Polyimid nimmt bis zu 3 % Feuchtigkeit auf.
Gestaltungsmöglichkeiten
Flexible Leiterplatten bieten zahlreiche Gestaltungsmöglichkeiten. Sie können das Design von FPCBs an Ihre Bedürfnisse und Anforderungen anpassen.
Herausforderungen und Lösungen bei der Herstellung flexibler Leiterplatten
Die Entwicklung und Herstellung flexibler Leiterplatten bringt einige Herausforderungen mit sich. Nachfolgend listen wir die häufigsten Probleme bei flexiblen Leiterplatten sowie deren Lösungen auf:
Lötmaske
Das Aufbringen der Abdeckfolie oder der Lötstoppmaske kann die darunterliegenden Leiterbahnen beeinträchtigen. Leiterplattenhersteller sollten diese Faktoren bei der Herstellung von FPCBs berücksichtigen. Das Design- und Konstruktionsverfahren sollte diese Mängel ausgleichen.
Lötpads
Zwischen der Kupferbahn und dem LötpadWenn Hersteller diese Bedingung nicht umsetzen, kann dies die Zuverlässigkeit beeinträchtigen. Darüber hinaus beeinträchtigt es auch die Haltbarkeit der flexiblen Leiterplatte. Die Lösung für dieses Problem ist einfach. Die Beauftragung eines Teams erfahrener Ingenieure zur Überwachung des Herstellungsprozesses kann diese Probleme vermeiden.
Lötstellen
Es handelt sich um ein Verfahren zum Verbinden von Kupferleiterbahnen und Lötlegierungen mittels Lötzinn. Die Lötmaske kann die gesamte Fläche der Leiterplatte abdecken. Unerfahrene Leiterbahnen können manchmal sehr starr werden. Schlechte Lötverbindungen können beim Biegen oder Falten leicht zu Rissen auf flexiblen Leiterplatten führen. Daher ist es wichtig, diese Arbeit von einem erfahrenen Ingenieur durchführen zu lassen, um Langlebigkeit und Zuverlässigkeit zu gewährleisten.
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