20 Dinge, die Sie über flexible Leiterplatten wissen sollten

Flexible printed electric circuit

…ZUM DESIGN

  • Vermeiden Sie Durchkontaktierungen und SMD-Bauteile in später gebogenen Bereichen.
  • Planen Sie bei allen Pads (rechtwinklig und rund) Tear-Drops ein.
  • Verlegen Sie parallele Leiterbahnen bei doppelseitigen flexiblen Platinen auf Top und Bottom versetzt zueinander.
  • Vermeiden Sie rechtwinkliges Abbiegen von Leiterbahnen und runden Sie solche Stelle ab oder verlegen sie die Leiterbahnen in einem 45°-Winkel.

…ZUM MATERIAL

  • Meistens wird Polymid oder Polyester eingesetzt. Polymid ist jedoch die qualitativ hochwertigere Variante, da sie temperaturbeständiger ist, eine höhere Spannungsfestigkeit (100 bis 240kV/mm) hat und eine bessere Formbeständigkeit besitzt. Der Nachteil ist jedoch, dass Polymid vergleichsweise teuer ist und viel Wasser aufnimmt (3-5%).
  • Kapton und Polymid sind nicht dasselbe, obwohl sie oft als Synonyme verwendet werden. Ähnlich wie bei FR4 gibt es Unterschiede innerhalb der Materialfamilie. Die Firma DuPont verwendet Kapton als Handelsname für deren spezifisches Polymid.
  • Auch flexible Leiterplatten haben eine Lötstopplage. Allerdings ist es kein Lack, sondern es handelt sich um eine gelbliche Folie.
  • Kapton und Polymid sind nicht dasselbe, obwohl sie oft als Synonyme verwendet werden. Ähnlich wie bei FR4 gibt es Unterschiede innerhalb der Materialfamilie. Die Firma DuPont verwendet Kapton als Handelsname für deren spezifisches Polymid.
  • Auch flexible Leiterplatten haben eine Lötstopplage. Allerdings ist es kein Lack, sondern es handelt sich um eine gelbliche Folie.

…ZUM AUFBAU

  • Die Materialdicke ist üblicherweise zw. 50 und 75 µm inkl. Kupferschicht, Lötstoppfolie und möglichen Versteifungen an ausgewählten Stellen (Steckverbinder u.ä.). Es gibt aber auch flexible Leiterplatten mit einer Materialdicke bis zu 120 µm.

  • Die Kupferlage ist kaum höher als 18 µm. Dickere Kupferschichten bis zu 35-70 µm sind zwar möglich, aber eher selten.

…ZUR HERSTELLUNG

  • Auch für flexible Leiterplatten kann man mit allen sanften chemischen Verfahren der Leiterplattenfertigung arbeiten. Dazu gehört chemisch Zinn, chemisch Nickel-Gold (ENIG), chemisch Silber und OSP. HAL (Hot Air Leveling) ist jedoch nicht möglich.

  • Für die Herstellung von flexiblen Leiterplatten können herkömmliche Maschinen der Leiterplattenfertigung eingesetzt werden. Allerdings müssen einige Anpassungen gemacht werden. Beispielsweise sind erheblich mehr und kleinere Förderrollen für den Transport notwendig.

  • In der Serienfertigung wird meistens das Stanzverfahren angewendet. Möglich ist auch ein Fräsen. Diese Methode ist jedoch umständlich, da das flexible Leiterplattenmaterial dabei festgehalten werden muss und man es dazu auf einem Trägermaterial festkleben muss. Flexible Leiterplatten können auch mittels Laser geschnitten werden.

  • Die meisten Hersteller von flexiblen, bzw. von Starrflex-Leiterplatten empfehlen vor der Bestückung die Leiterplatten mindestens eine Stunde bei Min. 105°C zu tempern. Damit werden eventuelle Feuchtigkeitsrückstände, die beim Löten zu Problemen führen können, behoben.

…ZUR HANDHABUNG

  • In Biegebereichen ist es wichtig, dass das Kupfer dünner geätzt wird, damit die Flexibilität bestehen bleibt.

  • Wenn man flexible Leiterplatten SMD bestückt, muss man darauf achten, dass die mechanische Belastung nicht zu gross wird, da sich die Einzelteile lösen könnten.

  • Polymid Flex-Leiterplatten ohne Kleber vertragen eine maximalen Dauertemperatur bis ca. 200°C. Mit Kleber verringert sich die erlaubte Betriebstemperatur auf ca. 100°C. 

…ZUM EINSATZ

  • Am häufigsten werden flexible Leiterplatten in den folgenden Bereichen eingesetzt: Automobiltechnik, Druckertechnik, IT & EDV, Kabelersatz, Luft- und Raumfahrt, Medizinaltechnik, mobile Telekommunikation, Roboter und Unterhaltungselektronik.

  • Flexible Polymid-Folien werden insbesondere für HF-Schaltungen eingesetzt (kleberlos).

…ZU DEN VORTEILEN

  • Platzersparnis

  • Gewichtersparnis

  • Kosteneinsparungen in der Serienfertigung, da Kabel gespart werden können und nicht aufwändig verlötet werden müssen.