Vorteile von flexiblen Leiterplatten und starr-flexiblen Leiterplatten

Nach dem IPC 6013-Standard werden flexible Leiterplatten in einseitige, doppelseitige, mehrschichtige und starr-flexible Leiterplatten eingeteilt.

Der Herstellungsprozess von Starr-Flex-Platinen umfasst Materialvorbereitung, Formen, Ätzen, Bohren, Plattieren, Zuschneiden flexibler Platinen und elektrische Tests.

Der Herstellungsprozess von Starrflex-Platinen ist eine ideale Wahl für den Aufbau von Schaltkreisen in der Medizin-, Luft- und Raumfahrt-, Militär- und Telekommunikationsindustrie.

Aufgrund ihrer Vorteile wie geringes Gewicht, hohe Bestückungsdichte und Miniaturisierung steigt die Nachfrage nach solchen Leiterplatten. Flexible Leiterplatten Darüber hinaus verfügen sie über ein fortschrittliches mechanisches Design und eine hervorragende elektrische und thermische Leistung. Die Beliebtheit flexibler Leiterplatten hat die Entwicklung anderer verwandter Produkte vorangetrieben, wie z. B. flexible HDI-Leiterplatten, eingebettete flexible Leiterplatten und starr-flexible Leiterplatten.

Unter diesen Derivatprodukten sind Starrflex-Leiterplatten Sie werden häufig in der Automobil-, Medizin-, Militär- und Luftfahrtindustrie eingesetzt. Die Herstellung von Starrflex-Leiterplatten ist ein zeitaufwändiger Prozess, der Schritte wie Materialvorbereitung, Ätzen, Bohren und Galvanisieren sowie die Endfertigung des Produkts umfasst. Dieser Leitfaden erläutert flexible Leiterplatten und den Herstellungsprozess von Starrflex-Leiterplatten.

Vorteile flexibler Leiterplatten

Eine Leiterplatte aus flexiblen Grundmaterialien wird als flexible Leiterplatte bezeichnet. Flexible Leiterplatten (oder Flexboards) sind flexibel und anpassungsfähig und können so geformt werden, dass sie den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht werden. Im Vergleich zu herkömmlichen starren Boards bieten Flexboards viele Vorteile, darunter:

• Kleine Größe, leicht
• Dünn
• Miniaturisierung von Schaltungen, hohe Bestückungsdichte
• Weniger Verdrahtungsfehler
• Flexibilität, geeignet für den Aufbau biegsamer Schaltkreise
• Keine mechanischen Anschlüsse erforderlich
• Kompatibel mit 3D-Verbindungen
• Hoher Grad an mechanischer und elektronischer Designfreiheit
• Hohe Signalintegrität und Schaltungszuverlässigkeit
• Gute Impedanzkontrolle
• Großer Betriebstemperaturbereich
• Starke Stoßfestigkeit
• Geeignet für raue Umgebungen

Trotz all dieser Vorteile weisen flexible Leiterplatten im Vergleich zu starren oder starr-flexiblen Leiterplatten höhere Materialkosten auf. Starrflex-Platinen vereinen die Vorteile starrer und flexibler Leiterplatten und sind damit ein Segen für die Schaltungsfertigung. Im folgenden Inhalt werden Starrflex-Boards und der Starrflex-Herstellungsprozess vorgestellt.

Starrflex-Platinen werden häufig in der Automobil-, Medizin-, Militär- und Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.

Was sind starr-flexible Boards?

Nach dem IPC 6013-Standard werden flexible Platinen in verschiedene Typen eingeteilt, darunter einseitige, doppelseitige, mehrschichtige und starr-flexible Platinen. Typ 4 nach IPC 6013 erwähnt Starrflex-Boards, die die Vorteile von flexiblen und starren Boards vereinen. Man kann sie als Hybridboards oder Starrflexboards bezeichnen. Rigid-Flex-Boards werden in zwei Kategorien unterteilt:

1. Flexibler Montagetyp – Dieser Typ kann während der Installation oder Wartung nur einmal gebogen werden.
2. Dynamischer flexibler Typ – Dieser Typ kann während des Gebrauchs mehrmals gebogen werden.

Rigid-Flex-Boards eignen sich für Anwendungen, die eine geringe Größe erfordern, also die Notwendigkeit, mehr Komponenten auf kleinerer Fläche unterzubringen. Starrflex-Boards wurden im 3D-Raum entwickelt und weisen eine höhere räumliche Effizienz auf. Sie können dynamisch gebogen oder gefaltet werden, was die Bildung der gewünschten Form in der Endproduktverpackung erleichtert. Sie erfordern nicht viele Verbindungen, erfordern weniger Wartung und sind weithin für ihre Zuverlässigkeit bekannt. Starrflex-Platinen werden am häufigsten in der Medizin-, Telekommunikations- und Luft- und Raumfahrtindustrie eingesetzt.

Rigid-Flex-Boards eignen sich für Anwendungen, die eine geringe Größe erfordern, also die Notwendigkeit, mehr Komponenten auf kleinerer Fläche unterzubringen.

Starrflex-Herstellungsprozess

Bevor der Starrflex-Herstellungsprozess beginnt, muss das PCB-Design-Layout erstellt werden. Sobald das Layout festgelegt ist, kann der Starr-Flex-Herstellungsprozess beginnen.

Das Starr-Flex-Herstellungsverfahren kombiniert die Herstellungstechniken von starren und flexiblen Platinen. Starrflex-Platinen stapeln starre und flexible Leiterplatten Schicht für Schicht. Die Komponenten werden in den starren Bereichen zusammengebaut und über die flexiblen Bereiche mit benachbarten starren Platinen verbunden. Verbindungen zwischen Schichten werden durch plattierte Durchgangslöcher hergestellt.

Der Starrflex-Herstellungsprozess umfasst die folgenden Schritte:

1. Bereiten Sie den Untergrund vor: Der erste Schritt im Starrflex-Herstellungsprozess besteht darin, das Laminat vorzubereiten oder zu reinigen. Unabhängig davon, ob eine Klebebeschichtung vorhanden ist oder nicht, müssen Laminate mit Kupferschichten vor der Weiterverarbeitung in andere Herstellungsprozesse vorgereinigt werden.
2. Mustererzeugung: erfolgt durch Siebdruck oder Fotobelichtung.
3. Ätzverfahren: Zum Ätzen werden beide Seiten des Laminats mit dem Schaltkreismuster in ein Ätzbecken getaucht oder mit Ätzmittellösung besprüht.
4. Mechanischer Bohrprozess: Präzisionsbohrsysteme oder technisches Bohren werden verwendet, um die erforderlichen Schaltkreislöcher, Pads und Durchgangslochmuster in die Produktionsplatten zu bohren. Zum Beispiel Laserbohrtechnik.
5. Verkupferungsprozess: Der Schwerpunkt des Verkupferungsprozesses liegt darin, das erforderliche Kupfer in den plattierten Durchgangslöchern abzuscheiden, um elektrische Verbindungen zwischen den Schichten der Starrflexplatine herzustellen.
6. Deckschicht auftragen: Das Deckschichtmaterial (meist Polyimidfolie) und der Kleber werden im Siebdruckverfahren auf die Oberfläche der Starrflex-Platte aufgedruckt.
7. Laminierung der Deckschicht: Die Laminierung wird bei bestimmten Temperaturen, Drücken und Vakuumgrenzen durchgeführt, um eine ordnungsgemäße Haftung der Deckschicht sicherzustellen.
8. Verstärkungsrippen anbringen: Abhängig von den Designanforderungen der Starrflex-Platte können vor weiteren Laminiervorgängen zusätzliche Verstärkungsrippen angebracht werden.
9. Schneiden flexibler Platten: Verwenden Sie hydraulische Stanzmethoden oder spezielle Stanzmesser, um die flexible Platte aus der Produktionsplatte zu schneiden.
10. Elektrische Tests und Validierung: Starrflex-Platinen werden gemäß den IPC-ET-652-Richtlinien elektrisch getestet, um zu bestätigen, dass die Isolationsleistung, Verbindung, Qualität und Leistung der Leiterplatte den Anforderungen der Designspezifikationen entsprechen. Zu den Testmethoden gehören Flying-Probe-Tests und Grid-Testsysteme.

Das Starrflex-Herstellungsverfahren ist eine ideale Wahl für den Aufbau von Schaltkreisen in der Medizin-, Luft- und Raumfahrt-, Militär- und Telekommunikationsindustrie, da diese Leiterplatten insbesondere in rauen Umgebungen eine hervorragende Leistung und präzise Funktionen aufweisen.

Ingenieure bestätigen dieses Thema üblicherweise gemeinsam mit Herstellung flexibler Schaltungen und Hinweise zur Leiterplatte des Leistungstransformators bei der Vorbereitung eines zuverlässigen PCB- oder PCBA-Aufbaus.