Flexible Leiterplatte

Die Verwendung Ihres Smartphones oder Tablets ist einfach, aber haben Sie schon einmal an die Komponenten gedacht?

Meine Vermutung, ich glaube, Sie haben.

Nun, unter den verschiedenen Komponenten, aus denen Ihre kleinen tragbaren Geräte bestehen, befindet sich die flexible Leiterplatte.

In diesem Ratgeber erfahren Sie alles Interessante, was Sie über die flexible Leiterplatte wissen sollten.

Unser Fokus liegt darauf, Sie durch die Hauptmerkmale der flexiblen Leiterplatte zu führen.

Dazu gehören Arbeitsprinzipien, Design, Spezifikationen und vieles mehr.

Beginnen wir mit den Grundlagen.

Flexible PCB-Grundlagen

Beginnen wir mit den grundlegendsten Aspekten flexibler Leiterplatten

·Was ist flexible Leiterplatte

Eine flexible gedruckte Schaltung ist ein Muster aus Leiterbahnen auf einem flexiblen Substrat.

Flexible Leiterplatte

Man kann es auch als die perfekte Lösung für all Ihre elektronischen Anforderungen bezeichnen.

Andere Namen, mit denen Sie sie beschreiben können, sind Flex Circuits, Flexible Circuits und Flexible PCBs.

Es ist im Grunde eine Art von a Leiterplatte mit der Fähigkeit zu biegen. Dabei gibt es verschiedene Formen von signifikanten Unterschieden vor allem in Verarbeitung, Design und Funktionalität.

Das Entwerfen einer flexiblen Schaltung folgt nicht denselben Regeln wie das Entwerfen von starren Leiterplatten.

In gewisser Weise ist das Wort „gedruckt“ eine Fehlbezeichnung, da die Herstellungsweise nicht dieselbe ist. Die meisten Herstellungsprozesse hängen von Laserabbildung und Fotoabbildung als Verfahren zum Definieren des Musters ab.

Sie werden später in diesem Handbuch mehr über die Gestaltungsregeln erfahren.

Woraus flexible Leiterplatten bestehen

Grundsätzlich besteht die flexible Leiterplatte aus einer metallischen Schicht und einer dielektrischen Schicht, die miteinander verbunden sind. Es gibt viele leitfähige Metalle, die Sie verwenden können, aber Kupfer ist der häufigste Leiter.

Sie werden im weiteren Verlauf mehr über diese Funktionen erfahren.

Flexible Leiterplatte

Schauen wir uns einige der Vorteile der Verwendung der flexiblen Leiterplatte an.

Vorteile der flexiblen Leiterplatte

Die flexible Leiterplattentechnik bietet oft vielfältige Möglichkeiten für unterschiedliche Designs und Produkte.

Die Flexibilität gehört zu den besten Eigenschaften von Kabeln, Drähten, Steckverbindern und sogar Leiterplatten.

Einige der Vorteile der Verwendung der flexiblen Schaltung umfassen:

• Reduziert das Gesamtgewicht und die Größe.
• Eine flexible Schaltung kann das Gewicht eines Geräts um bis zu 70 % reduzieren.
• Verbessert die Verpackung von Elektronik
• Es gibt Ihnen die Möglichkeit, Verbindungs- und Verpackungsprobleme zu lösen, da es sich biegen, formen und bewegen kann.
• Verbindungslösung, da sie die Menge an Verbindungen wie Kabeln, Drähten, Leiterplatten und Steckverbindern reduziert.
• Anpassungsfähigkeit, da die Schlankheit des Materials die Herstellung von 3D-Verpackungen ermöglicht
• Elektrische Integration – Sie können leicht kundenspezifische Lösungen entwickeln, die Ihr Design auf einer Vielzahl von Materialien basieren. Abgesehen davon haben Sie die Freiheit, aus einer Vielzahl von Designs und Beschichtungsverfahren zu wählen.
• Wärmeableitungsfähigkeit oder Leistung – Das Polyimid-Dielektrikum kann sehr hohen Temperaturen standhalten. Sie können es daher für Hochleistungsanwendungen verwenden.
• Elektrische und mechanische Wiederholbarkeit
• Kosteneinsparung, da Sie bis zu 30 % der Gesamtkosten für Handverdrahtung und andere Montageprozesse einsparen können.
• Sie können auch fast 30 % Platz sparen
• Es ist zuverlässiger, da es keine Verdrahtungsfehler aufweist

Trotz der zahlreichen Vorteile hat die flexible Leiterplatte auch ihre Nachteile.

Werfen wir einen Blick.

Nachteile flexibler Leiterplatten

Jede elektronische Lösung muss bestimmte Nachteile haben.

Einige der Nachteile sind:

Flexible Leiterplatte

• Höhere Anschaffungskosten – Da die Flex-Schaltung oft für bestimmte Elektronik kundenspezifisch ist. Die Anschaffungskosten für Design, Fotoplatte und Layout sind sehr hoch. Dies beschränkt Sie auf die Verwendung in großen Mengen, um Kosten zu sparen.
• Reparaturen und Änderungen an flexiblen Schaltungen sind sehr schwierig – Der anfängliche Prozess ist nicht nur teuer, sondern auch schwierig zu realisieren. Sobald Sie die Basiskarte haben, wird es schwierig, weitere Änderungen vorzunehmen. Auch das Entfernen und Ersetzen der Abdeckfolie zur Reparatur ist äußerst schwierig.
• Es ist oft klein – Der Batch-Prozess zur Herstellung der flexiblen Schaltungen begrenzt oft die Größe der flexiblen Schaltung. Die Produktionsausrüstung schränkt Sie ein, breitere und längere Größen herzustellen.
• Leicht zu beschädigen – Unsachgemäße Bedienung durch Personen kann die flexiblen Schaltungen leicht beschädigen. Nacharbeiten und Löten erfordern das Fachwissen eines Technikers.
• Der Prozess des Zusammenbaus ist auch sehr schwierig.

Lassen Sie sich von den Nachteilen nicht die Laune verderben.

Lassen Sie uns fortfahren und viele andere interessante Dinge über die Flex-Leiterplatte erkunden.

Arten von flexiblen Leiterplatten

Es gibt verschiedene Arten von flexiblen Schaltungen auf dem Markt.

Je nach Einsatzart wählen Sie die Art der Flex-Leiterplatte aus.

In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über die verschiedenen Arten flexibler Schaltungen.

·Einschichtige Flex-Leiterplatte

Es ist eine Art Flex-Schaltung, die aus einer leitfähigen Schicht auf einer einzigen Seite der Leiterplatte besteht.

 Arten von flexiblen Leiterplatten

Tatsächlich besteht es aus einer Kupferschicht zwischen Dielektrika aus Polyimid.

Sie können Löcher in der Basisfolie durch Löten bilden, um zu ermöglichen, dass Komponentenleitungen durchtreten.

Eine Single-Layer-Leiterplatte kann ohne die Decklacke oder Deckschichten als komplette Schaltung durchlaufen werden. Die Hauptpraxis bei der Herstellung von Single-Layer-Flex-Leiterplatten umfasst jedoch häufig die Deckschicht.

Die Herstellungskosten einer einlagigen Flex-Leiterplatte sind im Vergleich zu denen einer einlagigen Leiterplatte hoch starre Leiterplatte.

Zu den Vorteilen der einlagigen Flex-Leiterplatte gegenüber den anderen Arten von Flex-Leiterplatten gehören:

• Trotz der hohen Kosten ist die Herstellung einer einlagigen Flex-Leiterplatte billiger als die Herstellung anderer Arten von Flex-Leiterplatten.
• Da es eine Schicht hat, ist es im Vergleich zu anderen Arten von flexiblen Leiterplatten einfacher herzustellen.
• Es ist einfach zu installieren und Sie benötigen weniger Zeit für die Fehlersuche und -behebung.
• Die Wahrscheinlichkeit eines Kurzschlusses ist sehr gering, da die Komponenten nicht nahe beieinander liegen.
• Sie sind wichtig für dynamische Anwendungen.

·Doppelseitige Flex-Leiterplatte

Es hat zwei leitfähige Schichten mit Polyimid-Isolierung dazwischen. Sie können entweder den äußeren Teil frei lassen oder ihn mit einem Kupferpad abdecken.

Die Schichten hängen von Durchkontaktierungslöchern für die Verbindung ab. Es steht Ihnen frei, auch andere Methoden zu verwenden.

Doppelseitige flexible Leiterplatte

Sie können der doppelseitigen Flex-Leiterplatte auch zusätzliche Elemente hinzufügen, da sie mehr Schichten hat. Die zusätzlichen Elemente umfassen Verbinder, Stifte und Versteifungen.

Einige der Hauptanwendungen der doppelseitigen Flex-Leiterplatte sind:

• Power- und Groundplane-Anwendungen
• Montage der dichten Flächenbefestigung
• Anwendungen abschirmen
• Digitalkameras, LCD-Module ua.

Warum sollten Sie sich für eine doppelseitige Flex-Leiterplatte entscheiden?

Aus den folgenden Gründen können Sie sich immer für die doppelseitige Flex-Leiterplatte entscheiden

• Es ermöglicht mehr Designvariationen als die einlagige Flex-Leiterplatte
• Sie können von beiden Seiten der Platine auf die Leiterbahnen zugreifen.
• Einfache Integration aufgrund der flexiblen Art des Designs
• Die Montagekosten sind geringer, falls Sie sich entscheiden, die Verbindungen zu ignorieren.
• Die Durchlaufzeit ist im Vergleich zu Multilayer-Leiterplatten geringer.
• Aufgrund der geringen Durchlaufzeit sind doppelseitige flexible Leiterplatten günstiger.

·Mehrschichtige Flex-Leiterplatte

Eine mehrschichtige Flex-Schaltung besteht aus einer Kombination mehrerer ein- und doppelseitiger Flex-Leiterplatten.

Die mehreren Schichten hängen von komplexen Verbindungen, oberflächenmontierten und/oder Abschirmungstechnologien ab, um sie zusammenzuhalten.

Mehrschichtige flexible Leiterplatte – Foto mit freundlicher Genehmigung von LYNCOLEC

Sie können die mehreren Schichten während des Produktionsprozesses kontinuierlich zusammenlaminieren oder nicht. Da Ihr Design eine kontinuierliche Laminierung erfordert, müssen Sie die Leiterplatten möglicherweise nicht laminieren.

Wann müssen Sie die mehrschichtigen flexiblen Leiterplatten verwenden?

Die mehrschichtigen Flex-Leiterplatten bieten die effizienteste und effektivste Lösung für Designherausforderungen. Daher benötigen Sie sie für Folgendes:

• Steuerimpedanz mit Abschirmung
• Anwendungen abschirmen
• EMI/RFI-Abschirmung
• Power Plane und Bodenanwendungen
• Erhöhen Sie die Dichte einer Schaltung.
• Verlegen Sie das Layout und die Dichte einer Schaltung, was auf einer Ebene nicht möglich ist.

Werfen wir einen Blick auf die Vorteile einer mehrschichtigen Flex-Leiterplatte

• Reduziert die Zeit und die Kosten der Montage, da Sie relativ weniger manuelle Arbeit für die Konstruktion benötigen.
• Im Gegensatz zu den starren Platinen reduziert die mehrschichtige Flex-Leiterplatte das Gewicht und die Größe des Gehäuses.
• Hat ein größeres Verhältnis von Oberfläche zu Volumen, das in der Lage ist, die Wärmeableitung zu erhöhen
• Bei Anwendungen mit beweglichen Teilen ist die mehrschichtige flexible Schaltung die beste Option. Es hat die Fähigkeit, sich mehr als 500 Mal zu bewegen, wodurch es langlebiger wird.
• Erhöht die Zuverlässigkeit des Systems, da es die Verbindungspunkte eliminiert.
• Aufgrund der feinen Linien, die genügend Platz lassen, können Sie es für Anwendungen mit hoher Dichte verwenden.

·Starrflexible Leiterplatte

Dies ist eine Verbindungsart mit einer Kombination aus beidem flexible und starre Schaltungstechnologien.

Die meisten starren flexiblen Schaltungen weisen mehrere Schichten flexibler Schaltungen auf, die mit einer starren Platine verbunden sind. Die Verbindung kann je nach Art der Anwendung entweder intern oder extern sein.

Starre flexible Leiterplatte

Die flexiblen Schaltungen sind oft in einem konstanten Biegezustand und Sie können sie an Biegungen finden. Es ist eine anspruchsvollere Verbindung, da das Design in einem 3D-Raum stattfinden muss.

Dies ermöglicht eine größere und räumlichere Effizienz des Designs.

Vorteile der Starrflex-Schaltungen

• Durch den Einsatz von 3D-Anwendungen können Sie den Platzbedarf minimieren
• Sie sind in der Lage, die Größe des Geräts zu reduzieren, indem Sie die Kabel und Stecker zwischen den einzelnen Teilen weglassen.
• Geringere Teileanzahl und Platzmaximierung.
• Einfache Testbedingungen, die Tests vor der Installation ermöglichen.
• Es folgt einem einfacheren PCB-Montageprozess.
• Montage- und Logistikkosten reduzieren sich mit den starrflexiblen Boards deutlich.
• Die Handhabung der starr-flexiblen Schaltungen während des Bestückungsprozesses ist im Vergleich zu flexiblen Schaltungen einfacher.

Flexible Leiterplatten sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich. Lassen Sie uns in diesem Sinne fortfahren und uns die Materialien der flexiblen Leiterplatten ansehen.

Material der flexiblen Leiterplatte

Alle Elemente einer flexiblen Schaltung müssen alle Anforderungen und die Lebensdauer des Materials erfüllen.

Darüber hinaus muss das Material mit anderen Teilen der flexiblen Leiterplatte zusammenarbeiten. Dies wird die Leichtigkeit der Herstellung und die Zuverlässigkeit der Schaltung sicherstellen.

Kurz gesagt, Sie müssen die Materialleistung verbessern, um die Leistung der Schaltung zu verbessern.

Bei der Montage einer flexiblen Leiterplatte gibt es verschiedene Materialien, die Sie benötigen.

Dieses Kapitel führt Sie durch einige der Materialien, die Sie benötigen.

Teile einer flexiblen Leiterplatte – Foto mit freundlicher Genehmigung: PCB Unlimited

·Substrat und Deckschicht

Die Funktion des Substrats und der Folie hängt vom Leiterträger und Isolationsmedium ab. Darüber hinaus muss das Substrat die Fähigkeit haben, sich zu biegen und zu kräuseln.

Normalerweise enthalten die Materialien für die flexiblen Leiterplatten oft den PI (Polyimid) Folie und PET (Polyester) Filme. Abgesehen davon finden Sie möglicherweise andere Arten von Polymerfolien wie PEN (Polyethylenphthalat), Aramid und PTFE.

Sie sollten das Substratmaterial aufgrund der Kosten und der Leistung des Materials abholen.

Das gebräuchlichste Material, das Hersteller verwenden, ist das PI-Polyimid. Es ist eine Art Thermostatharz, das sehr hohen Temperaturen standhalten kann, wodurch die Möglichkeit des Schmelzens ausgeschlossen wird.

Abgesehen davon kann es nach der thermischen Polymerisation noch flexibel und elastisch bleiben. Es zeichnet sich außerdem durch hervorragende elektrische Eigenschaften aus.

·Leitermaterialien

Sie müssen Leitermaterialien verwenden, die den Strom am effizientesten liefern. In den meisten Flex-Schaltungen ist der verwendete Hauptleiter Kupfer.

Kupfer ist ein sehr guter Leiter und auch gut verfügbar. Auch die Anschaffungskosten für Kupfer sind im Vergleich zu anderen Leitermaterialien sehr gering.

Neben der elektrischen Leitfähigkeit erfordert die Wärmeabfuhr auch einen guten Wärmeleiter. Sie können Materialien verwenden, die die Wärme von der flexiblen Schaltung ableiten.

Die Dicke des Kupfers bestimmt auch, wie viel Strom es leiten kann.

Die anderen Arten von Dirigenten, die Sie in Betracht ziehen könnten, sind:

• Edelstahl für die korrosionsbeständigen Eigenschaften
• BeCu für die Federeigenschaften
• Cupronickel für die hohen Widerstandseigenschaften

·Klebstoffe

In jeder flexiblen Leiterplatte finden Sie Klebstoffe zwischen der Polyimidfolie und dem Kupfer. Sie können die beiden Haupttypen von Klebstoffen verwenden, die verfügbar sind, nämlich Epoxid und Acryl.

Das Klebematerial muss stark genug sein, um den hohen Temperaturen des Kupfers standzuhalten.

·Isolatoren

Die Isolatoren schützen den Benutzer vor Stromschlägen, wenn der elektrische Strom durch das Kupfer oder den Leiter fließt.

Polyimidfolie ist das beste Material, das Sie als Isolator verwenden können.

Im Falle einer starren Flex-Leiterplatte verwenden Sie eine Kombination aus FR4 und Prepeg im starren Teil.

Werfen wir einen Blick auf den Prototyping-Prozess der flexiblen Leiterplatte.

Flexibler PCB-Prototyping-Prozess

Bevor Sie eine voll funktionsfähige flexible Schaltung bestellen, müssen Sie sicherstellen, dass das Design perfekt funktioniert.

Um dies kostengünstig und effizient zu erreichen, müssen Sie einen Prototyp erstellen, den Ihr Board verwenden wird.

Ein Prototyp ist eine Simulation Ihres Designs, damit Sie testen können, wie gut es funktioniert.

Flexibles PCB-Design

Was beinhaltet also flexibles PCB-Prototyping wirklich?

Erster Schritt: Vorbereitung auf den Prototyping-Prozess

Stellen Sie sicher, dass Sie alle Informationen haben, die Sie über Ihre flexible Schaltung benötigen.

Obwohl das Prototyping sehr wichtig ist, ist es möglicherweise nicht für Ihre Designs geeignet.

Je mehr Informationen Sie zum Prototyp bereitstellen, desto besser wird Ihr Design. Einige der Informationen, die Sie bereitstellen müssen, umfassen:

• Anzahl der flexiblen Schichten
• Abmessungen des Substrats einschließlich der Dicke
• Gewicht und Dicke des Kupfers
• Minimaler Abstand und Verfolgung
• Oberflächenveredelung

Sie müssen über verschiedene Softwaretitel verfügen, wenn Sie Ihr Design einreichen. Danach muss der Hersteller die Datei in Gerber umwandeln, was der optimale Dateityp ist.

Sobald Sie alle notwendigen Informationen haben, kann der Prototyping-Prozess beginnen.

Schritt 2: Design

In diesem Fall müssen Sie sich ein passendes Design einfallen lassen.

Sie werden eine der Softwaredateien verwenden, um Sie bei der Erstellung eines richtigen Designs zu unterstützen.

Denken Sie daran, den Hersteller über die Version der Software zu informieren, mit der Sie Ihre Entwürfe erstellen.

Schritt 3: Schematisches Design

Das schematische Design gibt dem Hersteller normalerweise wichtigere Informationen, denen er während des Designprozesses folgen kann.

Es enthält weitere Informationen zu Komponenten, Materialien und Hardware für die Flex-Leiterplatte. Es bestimmt auch die Funktion der Platine, die Platzierung der Komponenten und ihre Eigenschaften.

Wenn Sie mit dem Schaltplan fertig sind, müssen Sie eine Vorabprüfung durchführen, um sicherzustellen, dass er ordnungsgemäß funktioniert.

schematisch

Sie beheben eventuelle Mängel und führen eine Simulation mit spezieller Konstruktionssoftware durch. Dazu gehört die Umwandlung des Designs in eine Netzliste, die die Interkonnektivität aller elektronischen Komponenten beschreibt.

Denken Sie daran, das Design während des Prototyping-Prozesses häufiger zu testen. Es hilft bei der Behebung der Probleme, wenn man von einem Schritt zum nächsten übergeht.

Schritt 4: Erstellen einer Stückliste

Es ist eine Liste aller Materialien, die Sie benötigen, sowie die Informationen zu den Materialien. Einige der Informationen in der GUT enthält Menge, Referenzbezeichnungen, Stellfläche, Wert und Hersteller-Teilenummer.

 GUT

Sobald der Schaltplan und die Stückliste vollständig sind, prüft Ihr Hersteller das Dokument und stellt alle Teile zusammen.

Schritt 5: Routing des Designs

Sie entwerfen die Trassen, die Sie für die Elementverbindung benötigen, anhand von Trassen.

Sie müssen verschiedene Faktoren wie Signalrauscherzeugung, Leistungspegel und Rauschempfindlichkeit berücksichtigen.

Schritt 6: Erstellen des Prototyps

Mit allen Informationen zur Hand erstellt Ihr Hersteller den Flex PCB-Prototyp. Danach muss er prüfen, ob der Prototyp einwandfrei funktioniert.

Lassen Sie uns mit dem Prototyp in der Hand sehen, wie Sie das flexible PCB-Design und -Layout erstellen werden.

Flexibles PCB-Design und -Layout Schritt für Schritt

Der Entwurfs- und Layoutprozess für flexible Leiterplatten unterscheidet sich nicht so sehr von dem der starren Leiterplatte.

In diesem Fall müssen Sie den mechanischen Aufwand berücksichtigen und beachten. Beispielsweise müssen Sie sicherstellen, dass sich die flexible Leiterplatte während des Installationsprozesses nicht über ihre Leistungsfähigkeit hinaus biegt.

Daher ist es angebracht, ein mechanisches Modell zu haben und es auf Funktionalität zu testen. Dabei werden Einbauergonomie, Wartung und Fluchtungsfehler geprüft.

Schritt 1: Vorbereiten der Brettstärke und des Umrisses

Sie können die Idee der flexiblen Schaltung testen, indem Sie sie auf einem Stück Papier ausschneiden.

Beginnen Sie mit dem Layout, aber zeichnen Sie noch keine Routen. Danach zeichnen Sie den Umriss und die Position des Bretts in verschiedenen Stärken.

Falls es sich um einen starren Flex handelt, müssen Sie die Bereiche bestimmen, die Versteifungen benötigen.

Vermeiden Sie unnötige Dicken, da dies die Biegbarkeit der flexiblen Schaltung beeinträchtigt. Zu den Faktoren, die die Dicke der flexiblen Leiterplatte bestimmen, gehören:

• Design und Layout der Materialien und der Dicke des verwendeten Materials
• Kupferlagenzahl und Gewicht des Basiskupfers
• Klebstoff- und Dielektrikumsdicke.

Schritt 2: Verstehen der Biegbarkeit Ihrer flexiblen Leiterplatte

Sie müssen zwei wichtige Faktoren in Bezug auf Biegung verstehen. Dazu gehört, wie oft sich die Schaltung biegt und wie oft sie sich biegt.

Die Anzahl der Biegungen entscheidet darüber, ob es sich um eine dynamische oder statische Bindung handelt.

Eine statische Verbindung wird als Biegung zum Einbau angesehen und wird sich während ihrer Lebensdauer weniger als 100 Mal biegen. Die dynamische Bindung ist jedoch robuster und das Biegen tritt regelmäßiger auf.

Außerdem müssen Sie den Biegeradius der Schaltung berücksichtigen. Sie müssen die minimale Menge an Biegsamkeit früh in der Konstruktion bestimmen.

Flexibles PCB-Layout

Dadurch wird sichergestellt, dass das Design ein Minimum an Biegsamkeit zulässt, ohne Schäden zu verursachen. Sie können die Biegungsradien des Designs berechnen, indem Sie sich die Anzahl der Schichten ansehen, die Sie für das Design benötigen.

Vermeiden Sie eine 90-Grad-Biegung der flexiblen Schaltung, und die Durchgangslöcher der Platte sollten sich nicht in den Biegebereichen befinden.

Schritt 3: Erhöhung der Flexibilität der Grundebenen

Sie können die Flexibilität der Masseebenen auf zwei Arten erhöhen.

Sie können entweder die Dicke des Dielektrikums reduzieren, da die Dicke direkt proportional zur Flexibilität ist.

Abgesehen davon können Sie sich auch dafür entscheiden, die Dicke des Kupfers und der ebenen Schichten zu reduzieren. Sie können dies tun, indem Sie das Flugzeug schraffieren

Schritt 4: Steuern der Impedanz im Flex-Design

Eine Kreuzschraffur hat normalerweise erhebliche Auswirkungen auf den Wert der Steuerimpedanz.

Flexible Leiterplatten

Da Sie einen bestimmten Prozentsatz des Kupfers entfernen müssen, müssen Sie die Abschirmwirkung beeinflussen. Als solches erhöhen Sie die kontrollierte Impedanz der flexiblen Schaltung.

Sie können die Impedanz steuern durch:

• Charakteristische Impedanz mit einer Mikrostreifenkonfiguration mit dem Leiter über der Masseebene.
• Die differentielle Impedanz verwendet eine Streifenleitungskonfiguration, wobei der Leiter zwischen zwei Erdungsebenen verläuft.
• Koplanare Impedanz

Schritt 5: Routing der Flex-Traces

Die Langlebigkeit und Leistung von flexiblen Schaltungen hängt von der Schaltung des Designs ab. Sie sollten die Signale nicht im rechten Winkel verlegen. I-Träger verringern auch die Flexibilität der Schaltung und erhöhen die Belastung, wodurch die Kupferschaltungen dünner werden.

Verwenden Sie Kurven auf den Spuren anstelle von scharfen Ecken und die Spuren müssen senkrecht zur Platine sein.

Schritt 6: Ringförmiger Ring in der Flex-Leiterplatte

Lassen Sie eine Fehlausrichtung zwischen den gebohrten Löchern und den internen Pads zu. Beachten Sie auch die Mindestabstände zwischen den Bohrlöchern und den Gleisen.

Schritt 7: Pad-Design für die äußeren Schichten

Sie werden die Schaltkreise so groß wie möglich machen, um eine Überhitzung und ein Schmelzen der Materialien zu vermeiden. Sie können auch Anker oder Sporen auf den einzelnen Schaltungen verwenden.

Abgesehen davon können Sie auch Tränentropfen verwenden, um potenzielle Stresskonzentrationspunkte zu beseitigen.

Schritt 8: Flex-Durchkontaktierungen

Um das Schälen bei Flex-Designs zu reduzieren, können Sie Folgendes tun:

• Machen Sie die Ringe größer
• Die Durchkontaktierungen nicht abreißen
• Fügen Sie Anker oder Laschen zu den Vias hinzu.

Der Standort der Vias sind ebenfalls wichtig und sollten von den Biegebereichen entfernt platziert werden. Auch bei dynamischen Anwendungen sollten Sie die Durchkontaktierungen vermeiden.

Schritt 9: Bohren Sie zu Kupfer

Beachten Sie dabei den Abstand zwischen Via und Kupfer-Feature. Sie sollten daher engere Löcher zum Kupfer und eine längere Vorlaufzeit machen.

Verschiedene Arten von Vias

All diese Faktoren spielen eine große Rolle bei der Zusammenstellung des endgültigen Designs. Sie sollten auch gründliche Kontrollen durchführen und alle Fehler korrigieren, die die Funktionalität des Designs beeinträchtigen würden.

Kommen wir zu den Spezifikationen der flexiblen Leiterplatte.

Flex-PCB-Spezifikation

Beim Entwerfen einer flexiblen Schaltung müssen Sie bestimmte Spezifikationen berücksichtigen.

Diese Spezifikationen weisen Ihren Hersteller auf die spezifischen Dinge hin, die er einbeziehen muss.

In diesem Abschnitt erfahren Sie mehr über einige der einzubeziehenden Spezifikationen.

Flex-Leiterplatte

·Anzahl der Schichten

Da es verschiedene Arten von flexiblen Leiterplatten gibt, sollten Sie den Typ angeben, den Sie benötigen. Die verschiedenen Plattentypen haben eine unterschiedliche Anzahl von Schichten.

Es kann je nach Ihren Spezifikationen entweder ein-, zwei- oder mehrlagig sein.

·Hohe TG-Leiterplattenabmessungen

Diese Eigenschaften beziehen sich auf die Hitzebeständigkeit der Materialien, die Sie bei der Herstellung Ihrer flexiblen Leiterplatte verwenden möchten.

Sie müssen die Art des Widerstands angeben, den Sie für Ihr Design benötigen. Dies hängt stark von der Art des Materials ab, das Sie für Ihr Design auswählen.

·Oberflächenveredlung

Die Oberflächenveredelung steht Ihnen in verschiedenen Formen zur Auswahl. Es gibt keine spezifischen Oberflächenveredelungen, die für bestimmte Anwendungen geeignet sind.

Dadurch haben Sie die freie Wahl aus den verfügbaren Oberflächenveredelungen der Branche.

Einige der verfügbaren Oberflächen sind:

• Heißluftlötebene (HASL)
• Elektrolytisches Verzinnen (RoHS-konform)
• Immersionssilber (RoHS-konform)
• Immersionsdose
• Gold und Löten
• Hartgold über Nickel (RoHS-konform)
• Galvanisiertes Weichgold über Nickel (RoHS-konform)
• ENIG (stromloses Nickel-Immersions-Gold) (RoHS-konform)
• Organische Beschichtung OSP (RoHS-konform)

·Lötmaske

Lötstopplack- oder Lötstopplack- oder Lötstopplack-Beschichtungen sind in verschiedenen Formen erhältlich. Sie müssen angeben, welche Art von Lötstopplack Sie benötigen und wo Sie ihn benötigen.

Es kann sich entweder auf einer Seite der Flex-Leiterplatte oder auf beiden Seiten befinden. Die Art der flexiblen Leiterplatte bestimmt auch die Platzierung der Lötstoppmaske.

Montage von flexiblen Leiterplatten

·Kupfergewicht

Auch das Gewicht des Kupfers stellt eine erhebliche Anforderung an Ihre flexible Leiterplatte. Das Gewicht des Kupfers bestimmen Sie je nach Anwendung.

Denken Sie daran, dass das Gewicht des Kupfers auch die Flexibilität beeinträchtigen kann. Achten Sie daher darauf, bei der Flexibilität des Designs keine Kompromisse einzugehen.

·Dicke der fertigen Platte

Neben dem Gewicht ist die Dicke der wichtigste Bestimmungsfaktor für die Flexibilität. Je dicker das Design, desto weniger flexibel ist es.

Sie sollten das Design so dünn wie möglich gestalten, aber keine Kompromisse bei der Qualität und Funktionalität des Designs eingehen.

·Abstand

Der Abstand hat einen großen Einfluss auf die Funktionalität des Designs. Ein kleiner Abstand kann die Funktionalität beeinträchtigen und zu einem Kurzschluss des gesamten Schaltkreises führen.

Mit anderen Worten, Ihre Designvorgaben sollten so umfassend wie möglich sein. Je größer der Abstand, desto höher die Funktionalität des Geräts.

·Lochgrößen

Sie sollten die Löcher enger machen, um Bohrprobleme zu vermeiden. Dadurch werden die Komponenten, die Sie auf dem Substrat montiert haben, fester gehalten, selbst wenn sich die Schaltung biegt.

Die Größe der Löcher sollte auch kleiner sein und gut mit der Flexibilität des Geräts harmonieren. Es ist eine Anforderung, die Sie auf den doppelseitigen und mehrschichtigen flexiblen Schaltungen angeben müssen.

·Qualitätsgrad

Ihr Hersteller muss die Qualitätsstufe Ihres Designs kennen.

Sie bestimmen dies durch die Art der Materialien, die Sie für die flexible Leiterplatte benötigen. Abgesehen vom Material gibt es verschiedene Fertigungsqualitäten für die flexible Leiterplatte.

Der Geldbetrag, den Sie zu zahlen bereit sind, bestimmt die Art der Qualitätsstufe für Ihr Design.

·Qualitätstests

Qualitätstests sind ein entscheidender Prozess, den Ihr Design durchlaufen muss.

Der Qualitätstest bestimmt, wie gut Ihr Design abschneidet. Der Hersteller führt das Design durch die IPC-Richtlinien zur Qualitätsprüfung.

·Qualitätskonformität

Es stellt sicher, dass das Design die richtigen Qualitätsstandards verschiedener Stellen erfüllt. Es gibt bestimmte Materialien, die eine große Gefahr für die Umwelt oder den Benutzer darstellen können.

Es liegt in der Verantwortung des Herstellers sicherzustellen, dass alle Qualitätsstandards eingehalten werden. Zu den wichtigsten Qualitätsstandards, die es erfüllen muss, gehören RoHS und ISO9001:2000.

·Spurbreiten

Die Leiterbahnbreiten der flexiblen gedruckten Schaltung variieren je nach Anwendungsart und Design.

Stellen Sie bei der Angabe der Leiterbahnbreiten sicher, dass diese angemessen sind und die Funktionalität des Designs nicht beeinträchtigen.

Sie sollten die Leiterbahnbreiten so breit wie möglich machen, um Funktionsprobleme zu vermeiden.

Das Wissen über Spezifikationen bringt Sie einen Schritt weiter, um ein Experte für flexible Leiterplatten zu werden.

Lassen Sie sich von uns durch die Designregeln der flexiblen gedruckten Schaltung führen.

Flexible PCB-Designregeln

Beim Entwerfen einer flexiblen Leiterplatte müssen Sie einige spezifische Regeln beachten. Diese Regeln führen Sie durch die Dinge, die Sie während des Designprozesses tun müssen.

Hier sind einige der wichtigsten Regeln, die Sie beachten müssen.

Flex-Leiterplattenbestückung

·Bonding-Sheet-Layout

Das Layout des Klebebogens sollte das endgültige Design widerspiegeln, das Sie sich ausdenken müssen. Sie sollten es so ausschneiden, dass es der spezifischen Form entspricht, die Sie für das endgültige Design benötigen.

Die Größe sollte auch breit genug sein, um alle Komponenten der flexiblen Schaltung aufzunehmen. Vor allem muss die Klebefolie flexibel sein, da Sie eine flexible Schaltung herstellen.

·Musterdesign des Ordnerbereichs

Das Musterdesign des Ordnerbereichs sollte Kurven haben. Jede andere Musterform beeinträchtigt die Biegbarkeit der flexiblen Schaltung.

Abgesehen davon können auch Ecken brechen, wenn Sie die Flex-Schaltung biegen. Es ist daher wichtig, darauf zu achten, dass sie gut mit der flexiblen Schaltung umgehen können.

·Siebdruck-Beschreibung

Die Siebdruckbeschreibung sollte für das Auge sichtbar sein, damit Sie sehen können, wo Sie die Komponenten platzieren müssen. Sie sollten Farben verwenden, die das Licht für das Auge reflektieren und die Sichtbarkeit verbessern können.

Es gibt jedoch bestimmte Malarten wie Weiß und Grün, die Sie für den Siebdruck verwenden können.

·Musterlinientiefe und Toleranz des Rohmaterials

Die Musterlinientiefe sollte nicht sehr tief sein, da dies die Platzierung des Kupfers beeinträchtigen könnte.

Die Rohstoffe müssen stark genug sein, um den hohen Temperaturen standzuhalten. Das Material sollte auch bruchfest sein, egal wie stark Sie es biegen.

Das Material sollte auch ein guter Leiter sein, um die Wärme vom Gerät abzuleiten.

·Durch Löcher oder Pads

Sie sollten die Durchgangslöcher breit genug machen, um die Montage der Komponenten zu ermöglichen. Sie sollten tief genug sein, um eine ordnungsgemäße Verbindung mit den Komponenten auf der anderen Seite zu ermöglichen.

Abgesehen davon sollte man die enger und weg von den Biegebereichen machen, um die Flexibilität nicht zu gefährden.

·Versteifungs- und Bandflächentoleranz

Die Versteifung ist nützlich, wenn Sie starre Flex-Leiterplatten herstellen. Die starren Bereiche der starren flexiblen Materialien erfordern das Hinzufügen von Versteifungen, um sie steifer zu machen.

Der Bandbereich sollte auch stark genug sein, um hohe Temperaturen sowie die Flexibilität des Materials auszuhalten.

·Tropfen-Design

Sie können das Teardrop-Design verwenden, wenn Sie an flexiblen Schaltungsdesigns mit extremen mechanischen und thermischen Belastungen arbeiten. Es trägt dazu bei, die strukturelle Integrität des gesamten Designs zu verbessern, wenn es sich biegt oder vibriert.

Sie könnten die strukturelle Integrität des Designs durch Bohren beeinträchtigen, also verwenden Sie besser das Teardrop-Verfahren.

·Siebdrucktoleranz

Die Toleranz des Siebdrucks sollte den Arbeitsbedingungen der flexiblen Schaltung standhalten können. Die Flex-Schaltung kann unter extremen Bedingungen hoher Temperaturen funktionieren.

Sie sollten diese Faktoren daher berücksichtigen, um die Glaubwürdigkeit des Siebdrucks nicht zu beeinträchtigen.

·Abmessungen der Deckschicht und des Lötstopplacks

Die Deckschicht und der Lötstopplack helfen Ihnen dabei, einen guten Schutz für das Flex-PCB-Design herzustellen. Es muss stark genug sein, um die Komponenten an Ort und Stelle zu halten. Sie können auch eine Abdeckschicht verwenden, die Wärme von der flexiblen Schaltung ableitet.

·Spezifikationen der Versteifung im offenen Bereich der Abdeckung

Sie benötigen eine Abdeckfolie, die den rauen Bedingungen der flexiblen Leiterplatte standhält. Es muss klar und sehr flexibel sein, damit Sie durchschauen und die Leiterplatte entsprechend biegen können.

Sie benötigen eine Deckschicht, die keine Wärme innerhalb des flexiblen Schaltungssystems zurückhält.

·Lücke von der Versteifungskante zum Loch

Zwischen der Versteifungskante und dem Loch sollte ein beträchtlicher Abstand gelassen werden. Es verringert die Wahrscheinlichkeit von Schäden am Gerät, wenn es sich biegt. Wenn Sie die Löcher näher an der Versteifungskante platzieren, kann dies zu Schäden an der flexiblen Schaltung führen.

·Klebstoffspezifikation

Der Klebstoff, der das Material in engem Kontakt mit den Kupferleitern ist, muss stark sein. Sie müssen die übermäßige Hitze vertragen, ohne zu schmelzen. Sie sollten auch gute Widerstände sein, um den Strom innerhalb der flexiblen Schaltung zu halten.

·Goldfinger-Design

Die Goldfinger verbinden die flexible Leiterplatte mit dem starren Teil des Geräts. Die Goldfinger sollten sowohl Wärme als auch elektrischen Strom gut leiten.

Sie können die Goldfinger durch die folgenden Prozesse plattieren:

• Chemisches Nickel-Immersionsgold (ENIG)
• Galvanisiertes Hartgold

·Versteifung und Musterdesign

Sie werden die Versteifungen in Bereichen verwenden, in denen Sie keine Flexibilität wünschen. Es ist häufiger in starren, flexiblen gedruckten Schaltungen.

Das Musterdesign variiert nach Ihren Vorgaben. Ein gutes Musterdesign sollte genügend Abstand und Tiefe berücksichtigen.

Anwendungen flexibler Leiterplatten

Eine Flex-Leiterplatte ist in fast allen modernen Geräten vorhanden.

Es ist die häufigste Technologie, für die sich viele Gerätehersteller in der heutigen Zeit entscheiden. Aufgrund der zahlreichen Vorteile finden Sie die Flex-Schaltung an den unwahrscheinlichsten Orten.

Abbildung 18 Unterhaltungselektronik

Einige der Anwendungen umfassen:

• Handys
• Taschenrechner
• Satelliten
• Kameras
• Batteriepakete
• Airbag-Systeme
• Antiblockiersystem
• Hörgeräte
• GPS-Tracker
• Drucker
• Bewegungssysteme
• Kraftstoffpumpen
• Herzschrittmacher und Überwachungsgeräte
• Kfz-Motorsteuerungssysteme

Fazit

Ich glaube, dass Ihr Wissen über flexible Leiterplatten erstklassig ist.

Sie sind jetzt ein Experte für flexible Leiterplatten.

Sie können jetzt mit Hilfe Ihres Herstellers Ihre eigenen Prototypen und Designs erstellen.

Worauf warten Sie?

Wenden Sie sich an Ihre Kollegen und finden Sie eine gute flexible Leiterplatte, die Ihren Anforderungen entspricht.