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Was ist eine Versteifungsplatine in Flex PCB?

Inhaltsverzeichnis
Flex-Leiterplatte mit Versteifung
Flex-Leiterplatte mit Versteifung
Ressource: https://www.designworldonline.com

Wenn bestimmte Teile einer flexiblen Leiterplatte verstärkt werden müssen, wird normalerweise eine Struktur namens Versteifungsplatine verwendet. Diese Platine sorgt dafür, dass die unterstützten Abschnitte steif bleiben, sodass Hersteller beispielsweise Komponenten zusammenbauen oder die Stabilität der Platine gewährleisten können. In diesem Leitfaden wird erläutert, was eine flexible Leiterplattenversteifung bedeutet, welche Materialien für ihre Herstellung verwendet werden und vieles mehr.

Was ist ein Versteifungsbrett?

In der Welt der Leiterplatten ist eine Versteifungsplatine eine Platte aus Trägermaterial, die auf bestimmte Teile der Leiterplatte geklebt wird, um sie steifer (oder dicker) zu machen. Beachten Sie, dass Versteifungen zunächst nicht Bestandteil von Leiterplatten sind, sondern Add-Ons, die in den letzten Phasen des Herstellungsprozesses eingebracht werden.

Flex PCB Versteifung

Flex-Leiterplatten sind spezielle Leiterplatten, die sich je nach Anwendungsanforderung biegen lassen. Allerdings kann ihre Flexibilität ein Nachteil sein. Beispielsweise wird es schwierig, solche Platinen zu montieren elektronische Bauteile, oder sogar löten.

Eine flexible Leiterplatte kann sich auch dort aufrollen oder biegen, wo sie sich nicht biegen darf, beispielsweise in der Nähe eines Steckers, einer Lötstelle oder montierter Komponenten. In solchen Fällen wird eine Versteifungsplatte verwendet, um mechanische Unterstützung und andere Vorteile zu bieten. Im Wesentlichen erfüllen flexible PCB-Versteifungen diese Funktionen.

  • Sie geben flexiblen Leiterplatten die nötige mechanische Unterstützung, um Verformungen und andere strukturelle Probleme zu verhindern (oder zu korrigieren).
  • Versteifungsplatinen ermöglichen es Leiterplattenherstellern, Komponenten auf flexiblen Leiterplatten zu montieren und zu löten
  • Versteifungen können Herstellern dabei helfen, die erforderliche Dicke für eine flexible Leiterplatte sicherzustellen, z ZIF-Anschlüsse würde brauchen
  • Eine Versteifung dient zur Stabilisierung flexibler Leiterplatten und zur Unterstützung von Steckverbindern
  • Bei Hochtemperaturanwendungen können flexible PCB-Versteifungen zur Wärmeableitung beitragen
  • Das Anbringen einer Versteifungsplatine an der Oberseite einer Leiterplatte kann dazu beitragen, diese vor Schäden durch Abrieb zu schützen
  • Manchmal bietet sich ein PCB-Versteifungsmaterial in Form einer Stromschiene an elektrische Leitfähigkeit um zu helfen, Macht zu tragen

Dicke der Flex-PCB-Versteifung

Die Dicke der Flex-Versteifungsplatte kann zwischen 0.01 Zoll und 0.059 Zoll liegen. Viel hängt von der erforderlichen Steifigkeit und anderen Eigenschaften ab, die wiederum hauptsächlich von der spezifischen Anwendung der Platine bestimmt werden.

Beispielsweise muss eine Leiterplattenversteifung möglicherweise dünn genug sein, um unnötiges Gewicht auf einer dünnen, flexiblen Leiterplatte zu vermeiden, oder dick genug, um die erforderliche Unterstützung zu bieten thermische Eigenschaften.

Es ist gut zu beachten, dass die Dicke der Flex-PCB-Versteifung auch individuell angepasst werden kann. Dies geschieht, um den unterschiedlichen Anwendungsanforderungen des Ebers gerecht zu werden, die von mild bis extrem reichen können.

Arten von PCB-Versteifungsmaterialien
Arten von PCB-Versteifungsmaterialien
Ressource: https://www.diyaudio.com

Welche verschiedenen Arten von Versteifungsbrettern gibt es?

Es stehen verschiedene Arten von Versteifungsplatten zur Verfügung, und jede Art von Platte hat ihre Vor- und Nachteile, wie z. B. eine höhere Steifigkeit oder eine höhere Wärmeableitungsfähigkeit. Zu den Arten von PCB-Versteifungsmaterialien, die heute verwendet werden, gehören FR4, Polyimid und Metalle wie Edelstahl und Aluminium.

FR4-Versteifung

Dies ist das gleiche Material, das üblicherweise zur Herstellung starrer Leiterplatten verwendet wird. Bestehend aus Glasfaser Die FR4-Versteifung ist mit Epoxidharz imprägniert und befindet sich häufig an Abschnitten, die einen Verbinder tragen müssen.

Diese Arten von Versteifungsplatten werden häufig auch in Bereichen verwendet, in denen viele Komponenten montiert werden, und müssen steif genug sein, um das Gewicht oder deren Montage zu tragen.

Polyimid-Versteifung

Polyimid ist ein beliebtes Material zur Herstellung flexibler Leiterplatten. Daher ist es normalerweise ein bevorzugtes Material. Die Dicke einer flexiblen Leiterplatte muss erhöht werden, entweder aus Stabilitätsgründen oder um bestimmte Anforderungen zu erfüllen.

Beispielsweise wird eine Polyimid-Versteifung verwendet, wenn eine flexible Leiterplatte mit einer kraftfreien Verbindung oder einem ZIF-Stecker verwendet werden soll. Hersteller fügen Flex-Schaltungen diese Art von Versteifungsplatine auch häufig hinzu, um sie vor Abriebschäden zu schützen.

Metallversteifung

Abhängig von den erforderlichen Qualitäten und anderen Faktoren wie der Nutzungsumgebung können auch Leiterplattenversteifungen aus Metall verwendet werden. Metallversteifungen bestehen typischerweise ebenfalls aus Aluminium und Edelstahl.

Angebote aus Aluminium bessere thermische Eigenschaften als Stahl, was es zu einer guten Option macht, wenn die Wärmeableitung ein wichtiger Faktor ist. Edelstahl wird verwendet, wenn eine höhere Steifigkeit erforderlich ist oder wenn sowohl Steifigkeit als auch geringe Dicke erforderlich sind.

Insgesamt sind Metallplattenversteifungen eine kostspieligere Option, aber bei Anwendungen erforderlich, bei denen zusätzliche Steifigkeit erforderlich ist. Außerdem kommt es bei Anwendungen zu höheren Temperaturen, bei denen die Leiterplatte die Wärme schneller ableiten muss.

Flex-Leiterplatte mit an bestimmten Abschnitten angebrachten Versteifungsplatinen
Flex-Leiterplatte mit an bestimmten Abschnitten angebrachten Versteifungsplatinen
Ressource: https://www.researchgate.net

So verwenden Sie das Versteifungsbrett

Bei der Integration einer Versteifungsplatine in eine Leiterplatte sind eine Reihe von Überlegungen zu berücksichtigen. Dazu gehören die Platzierung der Versteifung, die Art des zu verwendenden Materials und (was noch wichtiger ist) die Methode zur Brettbefestigung.

Versteifungen für Leiterplatten

Leiterplattenhersteller verwenden zwei verschiedene Methoden zur Befestigung von Versteifungsplatinen: thermisches Bonden und Haftklebstoff. Bei der thermischen Anbringung einer Leiterplatten-Versteifungsplatine wird Hitze eingesetzt, um die Versteifung an der Leiterplatte zu befestigen.

Obwohl kostspielig, erzeugen Thermoklebstoffe stärkere Verbindungen. Diese Methode wird daher in anspruchsvolleren Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie eingesetzt.

Die Haftklebemethode ist kostengünstiger. Es erzeugt jedoch eine schwächere Bindung und wird häufig in Leiterplatten der Unterhaltungselektronik verwendet.

PCB-Versteifungsschiene

Manchmal werden Stromschienen als Versteifungen verwendet. Dabei handelt es sich um leitende Streifen oder Stäbe, die häufig aus Kupfer bestehen Leitfähigkeit unter anderem Vorteile. Wenn sie als Leiterplattenversteifungen verwendet werden, verstärken sie die Leiterplatte und ermöglichen darüber hinaus die Durchleitung größerer Strommengen.

Durch die Verwendung von Sammelschienen zur Versteifung von Leiterplatten entfällt die Notwendigkeit hochbelastbarer Kupferschienen oder -bahnen, außerdem können diese höhere Stromströme übertragen als Leiterbahnen. Nicht, dass Versteifungsplatten nicht als Stromschienen verwendet werden können, nur umgekehrt.

Zusammenfassung

Wenn eine Versteifungsplatine zu einer flexiblen Leiterplatte hinzugefügt wird, werden die Teile unter anderem stabil genug, um die Komponentenmontage und das Gewicht zu tragen. Diese Platinen sind auch in verschiedenen Materialien und Dicken erhältlich, um den unterschiedlichen Nutzungsanforderungen von flexiblen und starren Flex-Leiterplatten gerecht zu werden.

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