Arten von flexiblen Leiterplatten

Flexible Leiterplatten Klassifizierung basierend auf Konfigurationen

• Starrflex-Leiterplatten: Wie der Name schon sagt, sind diese Leiterplatten eine Mischung aus flexiblen und starren Leiterplatten und kombinieren das Beste aus beiden Konfigurationen. Typischerweise weist eine Rigid-Flex-Leiterplattenkonfiguration eine Reihe starrer Schaltungen auf, die unter Verwendung flexibler Schaltungen zusammengehalten werden. Diese Hybridschaltungen sind gefragt, weil sie es Designern ermöglichen, die Leistungsfähigkeit ihrer Schaltungen zu verbessern. In diesen Schaltungen werden die starren Bereiche hauptsächlich zur Montage von Steckverbindern, Chassis und mehreren anderen Komponenten verwendet. Die flexiblen Bereiche gewährleisten jedoch einen vibrationsfreien Widerstand und sind flexibel. Somit werden verschiedene Vorteile, die diese Leiterplatten bieten, von PCB-Designern genutzt, um kreative Leiterplatten für anspruchsvolle Anwendungen herzustellen.HDI Flexible PCBs: HDI ist eine Abkürzung für High Density Interconnect. Diese Leiterplatten eignen sich perfekt für Anwendungen, die eine höhere Leistung als herkömmliche flexible Leiterplatten erfordern. HDI-Flex-Leiterplatten sind mit mehreren Funktionen wie Mikro-Vias ausgestattet und bieten ein besseres Layout, eine bessere Konstruktion sowie bessere Designs. HDI flexible Leiterplatten verwenden viel dünnere Substrate als normale flexible Leiterplatten, was dazu beiträgt, ihre Gehäusegrößen zu reduzieren und ihre elektrische Leistung zu verbessern.

Klassifizierung flexibler Leiterplatten nach Schichten

• Einseitige flexible Leiterplatten: Dies ist eine der Grundtypen flexibler Leiterplatten, die aus einer einzigen Schicht flexibler Polyimidfolie mit einer dünnen Kupferschicht bestehen. Die leitfähige Kupferschicht ist nur von einer Seite der Schaltung zugänglich.
• Einseitige flexible Leiterplatten mit doppeltem Zugang: Wie der Name schon sagt, sind diese flexiblen Schaltungen einseitig, jedoch ist das Kupferblech oder das Leitermaterial von beiden Seiten zugänglich.
• Doppelseitige flexible Leiterplatten: Diese Leiterplatten weisen auf jeder Seite der Basispolyimidschicht zwei Leiterschichten auf. Die elektrischen Verbindungen zwischen zwei leitfähigen Schichten werden mit metallisierten Durchgangslöchern hergestellt.
• Mehrschichtige flexible Schaltungen: Eine mehrschichtige flexible Leiterplatte ist eine Kombination aus mehreren doppelseitigen und einseitigen flexiblen Schaltungen. Diese Schaltkreise sind durch Durchkontaktierungen miteinander verbunden oder in einem zusammenhängenden Muster oberflächenmontiert.

Vorteile von flexiblen Leiterplatten

• Geringes Gewicht und Reduzierung der Gehäusegröße: Flexible Leiterplatten passen in Anwendungen, in denen keine anderen Lösungen funktionieren. Die Leiterplatten sind dünn, leicht und können leicht geknickt, gefaltet und in Bereichen positioniert werden, in die andere Komponenten nicht passen. Bei Rigiflex nutzen unsere Ingenieure häufig die Vorteile der 3D-Verpackungsgeometrie, um eine weitere Reduzierung der Verpackungsgröße zu gewährleisten.
• Präzise Designs: Flexible Leiterplatten werden häufig mit automatisierten Maschinen entworfen und montiert. Dies trägt dazu bei, die Fehler zu reduzieren, die bei handgefertigten Drähten und Kabelbäumen aufgetreten sind, und gewährleistet die Genauigkeit, die eine Schlüsselanforderung für fortschrittliche elektronische Geräte ist.
• Gestaltungsfreiheit: Das Design flexibler Leiterplatten beschränkt sich nicht nur auf zwei Schichten. Dies bietet Designern viel Gestaltungsfreiheit. Die flexiblen Leiterplatten können einfach als einseitig mit einem einzigen Zugang, einseitig mit doppeltem Zugang und mehrschichtig hergestellt werden – wobei mehrere Schichten starrer und flexibler Schaltungen kombiniert werden. Diese Flexibilität macht es zur perfekten Wahl für komplexe Konfigurationen mit mehreren Verbindungen. Die flexiblen Leiterplatten können so ausgelegt sein, dass sie sowohl durchkontaktierte als auch oberflächenmontierte Komponenten aufnehmen können.
• Konfigurationen mit hoher Dichte möglich: Die flexiblen Leiterplatten können eine Mischung aus vergoldeten Durchgangsloch- und oberflächenmontierten Komponenten aufweisen. Diese Kombination hilft, Geräte mit hoher Dichte mit einem engen Abstand dazwischen unterzubringen. So können dichtere und leichtere Leiter gestaltet und Platz für zusätzliche Bauteile frei werden.
• Flexibilität: Flexible Schaltungen können während der Ausführung mit mehreren Ebenen verbunden werden. Dies hilft, die Gewichts- und Platzprobleme starrer Leiterplatten zu reduzieren. Flexible Leiterplatten können während der Installation problemlos auf verschiedene Ebenen gebogen werden, ohne dass ein Ausfall befürchtet werden muss.
• Hohe Wärmeableitung: Durch die kompakten Bauformen und dichteren Gerätepopulationen entstehen kürzere Wärmepfade. Dies hilft, die Wärme schneller abzuführen als ein starrer Stromkreis. Außerdem leiten flexible Schaltkreise Wärme von beiden Seiten ab.
• Verbesserte Luftstrom: Optimierte design von flexible schaltungen ermöglichen eine bessere thermische ableitung und verbessert die luftstrom. Dies hilft, die Schaltungen kühler zu halten als ihre starren Leiterplattengegenstücke. Der verbesserte Luftstrom trägt auch zur langfristigen Leistung von elektronischen Leiterplatten bei.
• Haltbarkeit und Langzeitleistung: Eine flexible Leiterplatte ist so konzipiert, dass sie sich bis zu 500 Millionen Mal über die durchschnittliche Lebensdauer eines elektronischen Geräts biegen lässt. Viele der Leiterplatten können bis zu 360 Grad gebogen werden. Die geringe Duktilität und Masse dieser Leiterplatten hilft ihnen, den Auswirkungen von Vibrationen und Stößen standzuhalten, wodurch ihre Leistung in solchen Anwendungen verbessert wird.
• Hohe Systemzuverlässigkeit: Verbindungen waren eines der Hauptanliegen der früheren Leiterplatten. Verbindungsfehler waren einer der Hauptgründe für den Ausfall der Leiterplatte. Heutzutage ist es möglich, Leiterplatten mit kleineren Verbindungspunkten zu entwerfen. Dies hat dazu beigetragen, ihre Zuverlässigkeit unter schwierigen Bedingungen zu verbessern. Darüber hinaus trägt die Verwendung von Polyimidmaterial dazu bei, die thermische Stabilität dieser Leiterplatten zu verbessern.
• Optimierte Designs möglich gemacht: Flexible Leiterplattentechnologien haben dazu beigetragen, die Schaltungsgeometrien zu verbessern. Die Komponenten können einfach auf den Platinen montiert werden, wodurch das Gesamtdesign vereinfacht wird.
• Geeignet für Hochtemperaturanwendungen: Materialien wie Polyimid halten hohen Temperaturen problemlos stand und bieten Beständigkeit gegen Materialien wie Säuren, Öle und Gase. Somit können die flexiblen Leiterplatten Temperaturen von bis zu 400 Grad Celsius ausgesetzt werden und rauen Arbeitsumgebungen standhalten.
• Unterstützt verschiedene Komponenten und Steckverbinder: Flex-Schaltungen können eine Vielzahl von Steckverbindern und Komponenten unterstützen, darunter Crimpkontakte, ZIF-Steckverbinder, Direktlöten und mehr.
• Kosteneinsparungen: Flexible und dünne Polyimidfolien lassen sich leicht in eine kleinere Fläche einpassen, so dass sie dazu beitragen, die Gesamtmontagekosten zu senken. Flexible Leiterplatten tragen auch dazu bei, die Testzeit, Kabelführungsfehler, Ausschuss und Nachbearbeitungszeit zu reduzieren.

Materialien für die Herstellung flexibler Leiterplatten

Isolatoren und Materialoberflächen für Flex-Leiterplatten

Anwendungen von Flex Leiterplatten

• Avionik
• Airbagsysteme
• Antiblockierbremsen
• Barcode-Ausrüstung
• Akkupacks
• Kameras
• Kraftstoffpumpen
• Bewegungssysteme
• Satelliten
• Halbleiter-Test- und Fertigungsgeräte
• Ultraschallsonden und medizinische Geräte