Flexible PCB-Herstellung: Der Leitfaden

Die Herstellung flexibler Leiterplatten (Printed Circuit Board) ist ein spezielles Verfahren, bei dem Leiterplatten hergestellt werden, die sich biegen, verdrehen und an verschiedene Formen und Anwendungen anpassen lassen. Diese flexiblen Schaltungen bieten eine Reihe von Vorteilen gegenüber herkömmlichen starren Leiterplatten und eignen sich daher für Anwendungen, bei denen Platz, Gewicht und Flexibilität entscheidende Faktoren sind. Sie werden häufig in Branchen wie der Unterhaltungselektronik, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und anderen eingesetzt.

Schritte des Herstellungsprozesses von flexiblen Leiterplatten

• Gestaltung: Der Prozess beginnt mit dem Entwurf des Schaltungslayouts mithilfe einer speziellen Software. Die Konstrukteure müssen Faktoren wie die beabsichtigte Anwendung, die gewünschte Flexibilität und die Anordnung der Komponenten berücksichtigen.
• Auswahl des Substratmaterials: Flexible PCBs werden in der Regel aus flexiblen Substratmaterialien wie Polyimid (PI) oder Polyester (PET) hergestellt. Diese Materialien können gebogen und verdreht werden, ohne die Integrität der Schaltung zu beeinträchtigen.
• Kaschierung:Das gewählte Trägermaterial wird mit einer Schicht aus leitfähigem Material, in der Regel Kupfer, durch Verfahren wie Sputtern, Galvanisieren oder Ätzen beschichtet. Diese leitende Schicht bildet die Leiterbahnen und Pads.
• Fotobearbeitung: Auf die leitende Schicht wird eine Schicht aus lichtempfindlichem Material, der so genannte Photoresist, aufgetragen. Eine Fotomaske mit dem Schaltungsmuster wird verwendet, um den Fotolack zu belichten, wodurch eine Schablone für das Schaltungsmuster entsteht.
• ÄtzenDas freigelegte Kupfer wird chemisch weggeätzt, so dass die gewünschten Leiterbahnen und Pads zurückbleiben.Der unbelichtete Fotolack wird dann entfernt, so dass das endgültige leitfähige Muster sichtbar wird.
• BohrenWenn auf der flexiblen Leiterplatte Komponenten auf beiden Seiten angebracht werden müssen, werden Durchkontaktierungen (Löcher mit leitendem Material) durch das Substrat gebohrt.Diese Durchkontaktierungen stellen elektrische Verbindungen zwischen den verschiedenen Schichten der Schaltung her.
• Beschichtung und Oberflächenbehandlung: Die Durchkontaktierungen werden plattiert, um zuverlässige elektrische Verbindungen zwischen den Schichten zu gewährleisten. Oberflächenveredelungen wie Gold oder Zinn werden zum Schutz des freiliegenden Kupfers und zur Verbesserung der Lötbarkeit aufgebracht.
• Bauteilbefestigung: Die Bauteile werden mit Techniken wie Oberflächenmontage (SMT) oder Durchsteckmontage befestigt. SMT-Komponenten werden direkt auf die Oberfläche der flexiblen Leiterplatte gelötet, während Durchsteckkomponenten durch gebohrte Löcher eingeführt und auf der gegenüberliegenden Seite verlötet werden.
• Prüfung und InspektionUm die Integrität der flexiblen Leiterplatte zu gewährleisten, werden strenge Test- und Prüfverfahren durchgeführt.Dazu gehört die Prüfung auf Konnektivität, Kontinuität und mögliche Defekte.
• Verbesserung der Flexibilität: In einigen Fällen können zusätzliche Schichten wie Decklagen oder Lötmasken hinzugefügt werden, um die Schaltung zu schützen und ihre Flexibilität zu erhöhen. Diese Schichten bieten auch Isolierung und Schutz vor Umwelteinflüssen.
• Endabnahme und Qualitätskontrolle: Bevor die flexiblen Leiterplatten an die Kunden versandt werden, wird eine Endkontrolle durchgeführt, um etwaige Mängel oder Probleme, die ihre Leistung beeinträchtigen könnten, zu ermitteln. Qualitätskontrollmaßnahmen tragen dazu bei, dass die hergestellten Leiterplatten den Industriestandards und den Kundenanforderungen entsprechen.

Die Herstellung flexibler Leiterplatten erfordert eine Kombination aus speziellen Materialien, präzisen Fertigungstechniken und einer gründlichen Qualitätskontrolle, um Leiterplatten zu produzieren, die sich biegen und biegen lassen und dabei zuverlässig funktionieren.Diese Technologie entwickelt sich ständig weiter und ermöglicht innovative Designs in verschiedenen Branchen.

Flexible PCB vs. starre PCB

Flexible Leiterplatten (Printed Circuit Boards) und starre Leiterplatten sind zwei verschiedene Arten von Leiterplatten mit unterschiedlichen Eigenschaften, Anwendungen und Vorteilen.

Struktur und Flexibilität

Flexible Leiterplatten: Wie der Name schon sagt, sind flexible Leiterplatten so konzipiert, dass sie flexibel sind und sich biegen, verdrehen und an verschiedene Formen anpassen können. Sie werden aus flexiblen Trägermaterialien wie Polyimid (PI) oder Polyester (PET) hergestellt und können daher in Anwendungen eingesetzt werden, bei denen Platzmangel oder dynamische Bewegungen ein Problem darstellen.

Starre PCBs: Starre Leiterplatten werden aus festen, unflexiblen Materialien wie glasfaserverstärktem Epoxid hergestellt. Sie können sich nicht wie flexible Leiterplatten biegen und werden für Anwendungen verwendet, bei denen die Leiterplatte eine feste Form behalten muss.

Anwendungen

Flexible Leiterplatten: Sie sind ideal für Anwendungen, bei denen Kompaktheit, geringes Gewicht und die Fähigkeit, in unkonventionelle Räume zu passen, erforderlich sind.Sie werden häufig in Geräten wie tragbarer Elektronik, medizinischen Geräten, Luft- und Raumfahrtausrüstung und flexiblen Displays verwendet.

Starre PCBs: Starre Leiterplatten eignen sich für die meisten elektronischen Geräte, darunter Computer, Smartphones, Haushaltsgeräte, Automobilelektronik und Industrieanlagen.Sie werden verwendet, wenn eine stabile und robuste Plattform benötigt wird, um Komponenten unterzubringen und eine bestimmte Form beizubehalten.

Weltraum-Effizienz

Flexible PCBs:Aufgrund ihrer Flexibilität und ihrer Fähigkeit, gefaltet oder geformt zu werden, können diese Leiterplatten so gestaltet werden, dass sie in enge Räume und unregelmäßige Formen passen, was sie äußerst platzsparend macht.

Starre PCBs: Auch wenn sie weniger flexibel sind, können starre Leiterplatten dennoch so gestaltet werden, dass sie innerhalb ihrer festen Abmessungen kompakt und platzsparend sind.

Gewicht

Flexible Leiterplatten: Das geringe Gewicht flexibler Leiterplatten ist vorteilhaft für Anwendungen, bei denen das Gewicht ein kritischer Faktor ist, z. B. in der Luft- und Raumfahrt oder in der Wearable Technology.

Starre PCBs: Diese Platten sind aufgrund ihrer massiven Bauweise im Allgemeinen schwerer und eignen sich daher besser für Anwendungen, bei denen das Gewicht weniger wichtig ist.

Entwurfskomplexität

Flexible Leiterplatten: Die Entwicklung flexibler Leiterplatten kann eine größere Herausforderung darstellen, da sie sich biegen und biegen lassen müssen, ohne die elektrische Integrität zu beeinträchtigen. Die Anordnung der Komponenten und die Verlegung der Leiterbahnen müssen sorgfältig überlegt werden, um eine Belastung der Materialien zu vermeiden.

Starre PCBs: Starre Leiterplatten bieten einen einfacheren Designprozess, da die Form der Leiterplatte konstant bleibt.Komponenten können einfacher platziert und gefräst werden, ohne dass man auf die Flexibilität Rücksicht nehmen muss.

Kosten

Flexible Leiterplatten: Das Herstellungsverfahren für flexible Leiterplatten kann komplexer sein und spezielle Materialien und Techniken erfordern.Dies kann ihre Herstellung im Vergleich zu starren Leiterplatten verteuern.

Starre PCBs: Starre Leiterplatten sind aufgrund der etablierten Verfahren und Materialien, die für ihre Herstellung verwendet werden, im Allgemeinen kostengünstiger.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Wahl zwischen flexiblen und starren Leiterplatten von den spezifischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung abhängt. Flexible Leiterplatten werden bevorzugt, wenn Flexibilität, Raumeffizienz und einzigartige Formen wichtig sind, während starre Leiterplatten für Anwendungen bevorzugt werden, bei denen Stabilität, Kosteneffizienz und konventionelle Formfaktoren im Vordergrund stehen.

Über Rigid-Flex PCB

Starrflexible PCBs vereinen die Vorteile von starren und flexiblen Leiterplatten in einem einzigen Design und bieten eine Lösung für elektronische Geräte, die eine Kombination aus Flexibilität und Stabilität erfordern. Starrflexible Leiterplatten bestehen sowohl aus starren als auch aus flexiblen Abschnitten, die durch spezielle Übergangszonen miteinander verbunden sind. Diese einzigartige Konstruktion ermöglicht es ihnen, sich zu biegen und zu biegen, während die strukturelle Integrität erhalten bleibt, die für die Montage von Komponenten und die Gewährleistung einer zuverlässigen Leistung erforderlich ist.

Starrflexible Leiterplatten bestehen aus abwechselnd starren und flexiblen Lagen.Die starren Lagen bieten Stabilität und Halt für die Komponenten, während die flexiblen Lagen das Biegen, Falten oder Verdrehen der Leiterplatte je nach Bedarf ermöglichen.Die Übergangszonen zwischen den starren und flexiblen Abschnitten sind sorgfältig gestaltet, um die mechanische Belastung beim Biegen aufzunehmen, ohne die elektrischen Verbindungen zu beeinträchtigen.

Herstellung von PCB mit Topfast

Topfast PCB steht für eine umfassende Lösung für alle PCB-Herstellungsanforderungen.Mit seiner Erfahrung in der Herstellung von starren PCBs, flexiblen PCBs und starr-flexiblen PCBs zeigt Topfast PCB sein Engagement, ein breites Spektrum von Anwendungen und Industrien zu bedienen.Diese vielfältigen Fähigkeiten ermöglichen es den Kunden, die Vorteile von Stabilität, Flexibilität und hybriden Designs zu nutzen, alles unter einem Dach. Topfast PCB’s Kompetenz in der Herstellung von hochwertigen Leiterplatten, ob starr, flexibel oder eine Kombination aus beidem, positioniert es als zuverlässigen Partner, der in der Lage ist, innovative Lösungen zu liefern, die auf die spezifischen Anforderungen jedes Projekts zugeschnitten sind.