Materialien und Konstruktion für flexible Schaltkreise

Wir können flexible Schaltungen in einer Vielzahl von Anwendungen einsetzen. Sie können sicher zu kleiner und komplizierter Elektronik gebogen werden, wodurch sie für moderne Geräte wie Smartphones geeignet sind. Sie absorbieren Stöße und Vibrationen in Anwendungen mit hoher Belastung problemlos.

Starrflex-Schaltungen kombinieren Standard-Leiterplattenkonstruktion mit flexiblem Design für Situationen, die eine längere Lebensdauer erfordern. Haben Sie sich jemals gefragt, welche Materialien und Layouts bei der Herstellung dieser vielseitigen Leiterplatten erforderlich sind? Dieser Blogbeitrag gibt einen schnellen Überblick über gängige Materialien und Konstruktionen in Flex- und Starrflex-Leiterplatten.

In Flex-Schaltungen verwendete Materialien

Während die meisten Standard-Leiterplatten eine Glasfaser- oder Metallbasis haben, bestehen flexible Schaltungskerne aus einem flexiblen Polymer. Die meisten Flex-Leiterplatten haben als Substrat eine Polyimid (PI)-Folie. PI-Folie wird beim Erhitzen nicht weich, bleibt aber nach dem Thermohärten flexibel. Viele duroplastische Harze wie PI werden nach dem Erhitzen starr, was PI zu einem überlegenen Material in der Konstruktion flexibler Leiterplatten macht. Standard-PI-Folie hat keine gute Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und Risse, aber die Wahl einer verbesserten PI-Folie mildert diese Probleme.

Eine flexible Leiterplatte erfordert auch einen Klebstoff oder ein spezielles Basismaterial, damit ihre Schichten befestigt werden können. Hersteller verwendeten früher nur Klebstoffe, aber diese Methode verringerte die Zuverlässigkeit der Leiterplatte. Um diese Probleme zu lösen, entwickelten sie klebstofffreies PI, das ohne Klebstoff an Kupfer haftet. Dieses Material ermöglicht dünnere Designs mit einem geringeren Risiko von Via-Bruch. Anstatt eine Lötstoppmaske zum Abdecken und Schützen einer flexiblen Schaltung zu verwenden, verwenden Hersteller eine ebenfalls mit PI erstellte Abdeckfolie. Wenn Sie möchten, dass der Bereich auf der flexiblen Leiterplatte starr ist, kann der Hersteller einen steiferen Teil auf diesen Teil laminieren, aber das Signal kann nicht zwischen dem flexiblen und dem steiferen Bereich übertragen werden.

Starrflexible Leiterplattenmaterialien

Eine Starrflex-Leiterplatte verbindet starre Leiterplattenmaterialien mit flexiblen Materialien. Das Ergebnis biegt sich nur an bestimmten Stellen, wodurch das Board stärker und dennoch flexibel wird. Wenn Sie möchten, dass das Signal zwischen dem starren und dem flexiblen Teil übertragen wird, müssen Sie eine starre Flex-Leiterplatte entwerfen. Bei einem starr-flexiblen Design ähnelt der flexible Teil der Platine einer typischen flexiblen Schaltung. Währenddessen haben die starren Abschnitte ähnliche Materialien wie starre Standard-Leiterplatten. Genau wie bei Standard-Leiterplatten haben diese starren Bereiche oft Glasfaser als Substratmaterial. Mehrschichtige Starrflex-Leiterplatten enthalten auch Prereg-Glasfaser als mittlere Substratschichten.

Beliebte Stapelaufbauten für den Layer-Flex-Circuit-Aufbau

Einzel- und Doppelschicht-Flex-Schaltungen haben jeweils gemeinsame Aufbauten, die in vielen Elektronikgeräten zu finden sind. Eine einlagige flexible Schaltung enthält häufig Versteifungen, die aus Haftklebstoff (PSA) und FR-4-Glasfaser hergestellt sind. FR-4-Stücke stabilisieren jedes Ende der Platine, während eine dünne PSA-Schicht der Mitte der Platine Stabilität verleiht. Da doppellagige Flex-Leiterplatten mehrere computerbezogene Anwendungen haben, neigen sie dazu, ZIF-Steckverbinder (Zero Insertion Force) zu haben. Die Verwendung von PI als Versteifungen an den Enden verleiht der Platine die Flexibilität, die für die Befestigung am ZIF-Anschluss erforderlich ist.

Starrflex-Leiterplatten haben verschiedene Konstruktionen, aber ein gängiger Ansatz beinhaltet vier starre und zwei flexible Schichten. Es enthält einen Kern aus klebstofffreiem PI, der das Bruchrisiko verringert. Oberhalb dieser Schicht und ihrer Kupferfolie verbinden sich zwei Prepreg-Schichten mit dem Deckschichtkleber und den Deckschichtschichten des flexiblen Abschnitts. Die starren Abschnitte erhalten zusätzliche Schichten aus Kupfer, Glasfaser und Lötstopplack.

Auswahl der besten flexiblen Schaltung für Ihre Anwendung

Das Kundensupport-Team von MCL kann Ihnen helfen, die besten Materialien und Konstruktionen für Ihre Flex- oder Starrflex-Leiterplatte zu finden. Besuchen Sie unsere Kontaktseite, um uns online eine Nachricht zu hinterlassen.