Zuverlässige Flex-Leiterplatten-Fertigung: Getestete und vertrauenswürdige Lösungen

Flexible Leiterplatten sind ein wesentlicher Aspekt moderner schlanker und kompakter Elektronikprodukte. Als Leiterplatte bietet sie dieselbe Funktionalität und Anordnung, jedoch ein anderes Trägermaterial für Komponenten und Kupferleiterbahnen. Die Fertigung solcher flexibler Schaltungen erfordert daher spezielle Schritte. Der Gesamtprozess der Flex-Leiterplatten-Fertigung umfasst einige zusätzliche Prozesse im Vergleich zur herkömmlichen Leiterplattenfertigung.

Design

Der Fertigungsprozess beginnt wie üblich mit dem CAD-Design, doch der Designer muss zusätzliche Schritte unternehmen, um kritische Komponenten und empfindliche Schaltungen von Belastungspunkten fernzuhalten.

Das Flex-Leiterplatten-Design muss die Komponenten parallel zur vorgesehenen Biegerichtung ausrichten, um die Belastung der Lötstellen und der darunterliegenden Kupferstreifen zu minimieren.

Flex-Leiterplatten-Laminat-Vorbereitung

Nach dem CAD-Design geht die Flex-PCB-Fertigung zu den Kupferlaminaten für die Flex-Leiterplatte über. Eine dünne Schicht hitzebeständigen Polymers oder ähnlichen Materials wird vorbereitet und auf die gewünschte Form und Größe zugeschnitten.

Das hitzebeständige Basismaterial wird auf einer Seite mit einem hitzeaktivierten Klebstoff beschichtet.

Eine dünne Kupferschicht wird auf die Klebeschicht gelegt und mehrere Stunden lang unter Hitze und Druck verbunden.

Zum Schutz wird meist eine zweite Schutzschicht hinzugefügt, um die Oberfläche zu verstärken und Temperaturen sowie mechanischer Belastung standzuhalten.

Ätzprozess der Leiterbahnen

Das PCB-Design wird in ein grafisches Bild umgewandelt und mittels UV-härtbarer Maskierpaste und computergesteuerter UV-Belichtung auf das Flex-Leiterplatten-Laminat übertragen. Dieser Schritt markiert das Kupfer für die Leiterbahnverbindungen und lässt das unerwünschte Kupfer freiliegen.

Das Laminat wird sorgfältig in das chemische Behandlungsbad zum Ätzen des überschüssigen Kupfers überführt. Ein starkes industrielles Lösungsmittel ätzt das Kupfer weg. Die Flex-Leiterplatten-Fertigung umfasst mehrere Spülgänge, um Chemikalien- und Flussmittelrückstände vollständig zu entfernen.

Für die Lötmaske wird – anders als bei herkömmlichen Methoden – die gesamte Kupferleiterbahn mit einer dünnen Laminatschicht abgedeckt, in der die benötigten Löcher bereits vorgestanzt sind.

Bestückung und Test in der Flex-Leiterplatten-Fertigung

Der nächste Schritt ist der Siebdruck der Bestückungsaufdruck-Schicht (Silkscreen). Dieser markiert die Komponentenumrisse und Ausrichtungsmarken.

Da diese Flex-Leiterplatten meist sehr klein sind, erfolgt die Bestückung größtenteils durch hochpräzise Roboter. Einige komplexe Komponenten werden von Hand gelötet.

Die Flex-PCB-Fertigung testet die Leiterplatte in jeder Schicht auf Fehler und Fehlausrichtungen.