Flexible starre Leiterplatten-Sie möchten starrflexible Leiterplatten ausprobieren, haben aber Angst vor möglichen Leistungseinbußen und Problemen während des Montageprozesses?
Solange Sie sicherstellen, dass der Entwurfs- und Herstellungsprozess reibungslos verläuft, werden Sie eine zuverlässige und leistungsstarke Leiterplatte erhalten.
Lesen Sie die wichtigsten Tipps und Überlegungen, die Ihnen helfen können, die Montage zu rationalisieren und die Zuverlässigkeit von flexiblen und starrflexiblen Leiterplatten zu verbessern!
Der Unterschied zwischen starrflexiblen und flexiblen Leiterplatten
Hier ist ein grundlegender Überblick, falls Sie eine Erinnerung brauchen. Es gibt drei grundlegende Leiterplattentypen: starre, flexible und starrflexible Leiterplatten.
Starre Leiterplatten sind auch als gewöhnliche Leiterplatten bekannt. Obwohl sie noch lange nicht der Vergangenheit angehören, ist Flexibilität der neueste Durchbruch in der Leiterplattenindustrie. Daher gibt es sowohl starrflexible als auch flexible Leiterplatten.
Bei starrflexiblen Leiterplatten werden starre und flexible Schichten kombiniert, während bei flexiblen Leiterplatten nur flexible Komponenten verwendet werden. Mit anderen Worten, flexible Leiterplatten sind solche, die völlige Flexibilität bieten. Die Wahl hängt letztendlich von Ihnen und den Anforderungen Ihrer Anwendung ab.
Werfen Sie einen Blick auf einige Vorteile, die die Verwendung von flexiblen und starrflexiblen Leiterplatten mit sich bringt:
Flexibilität – der wichtigste Vorteil besteht darin, dass sie sich in ungewöhnliche Räume und fast jedes Design einfügen lassen.
Layouts mit hoher Dichte – weniger Komponenten auf engem Raum sorgen für ein geringeres Gewicht und eine geringere Größe Ihrer Leiterplatten.
Geringere Gesamtkosten – die Tatsache, dass Sie kleinere und dünnere Platinen als herkömmliche Leiterplatten entwerfen, reduziert die Gesamtkosten des Projekts.
Verbesserte Zuverlässigkeit – diese Leiterplatten haben bereits eine bessere Sicherheit als herkömmliche Leiterplatten.
Flexible starre Leiterplatten-Wie Sie das richtige Material wählen
Wenn Sie möchten, dass Ihre Leiterplatte gut funktioniert, sollten Sie hochwertige Materialien wählen. Werfen wir einen kurzen Blick auf einige Materialien, die für flexible Leiterplatten benötigt werden:
– Polyimid – es ist das beliebteste Substratmaterial. Eine schöne Kombination aus guten Eigenschaften und niedrigen Kosten macht es besonders attraktiv.
– PEEK – ist eine Abkürzung für Polyetheretherketon. Der Inhalt selbst ist kein reines PEEK, sondern basiert auf diesem. Aufgrund seiner ausgezeichneten Temperatur- und Strahlungsbeständigkeit wird dieses Material in modernen Anwendungen eingesetzt.
– PTFE – ist die Abkürzung für Polytetrafluorethylen, ist aber auch als Teflon in Pfannen bekannt. Es verträgt hohe Temperaturen gut und weist eine geringe Wärmeabgabe auf.
– Sie müssen auch die Ummantelung, die Leitfähigkeit und andere Materialien berücksichtigen, die für das Design Ihrer Leiterplatten erforderlich sind.
Starrflexible Leiterplatten – Wie wählen wir die normale Ausrüstung?
Sie können erstklassige Materialien und das bestmögliche Design haben. Es nützt Ihnen aber nichts, wenn Sie nicht die Vorteile moderner Geräte nutzen. Die Bestückung Ihrer flexiblen Leiterplatte auf hochmodernen Maschinen ist für ihre Leistung und Zuverlässigkeit unerlässlich.
Nur die besten PCB-Firmen stellen sicher, dass sie die neuesten Geräte verwenden und erfahrene Mitarbeiter beschäftigen. Eines dieser Unternehmen ist WellPCB, das seit Jahren Anwender in verschiedenen Branchen bedient.
Das Fachwissen und die Erfahrung der Mitarbeiter sind eine Garantie dafür, dass Sie immer die beste Lösung für Ihre gewünschte Anwendung erhalten. Die Montage erfolgt schnell und rationell, so dass Sie Ihre Leiterplatten in kürzester Zeit erhalten.
Starrflexible Leiterplatten – Die Bedeutung des Stapelmanagements
Einer der wichtigsten Aspekte beim Design flexibler Leiterplatten ist das Stapelmanagement. Wenn Sie Ihren Stapel richtig definieren, wird er die einwandfreie Montage und Leistung Ihrer Leiterplatte sicherstellen. Wenn man es so ausdrückt, klingt es einfach. Die Definition einer präzisen Vorlage ist jedoch keine leichte Aufgabe.
Abgesehen von den erforderlichen Kenntnissen im Umgang mit einer geeigneten Design-Software spielt die Erfahrung eine entscheidende Rolle beim Stackup-Management. Nur durch Erfahrung und Lernen, welche Stapel gut funktionieren, kann man lernen, zuverlässige Leiterplatten zu entwerfen.
Während des gesamten Entwurfsprozesses werden Designer mit verschiedenen Herausforderungen konfrontiert. Sie müssen alle Fehler im Design selbst vermeiden. Dazu können eine unzureichende Kommunikation mit dem Hersteller und ein insgesamt ineffizientes Management gehören, die beide die Leistung Ihrer Leiterplatte beeinträchtigen können.
Außerdem müssen Sie darauf achten, dass Ihr Entwurf in der Praxis durchführbar ist. Das bedeutet, dass der Hersteller es mit den heute verfügbaren Geräten und Materialien umsetzen kann. Auch wenn Premium-Unternehmen die besten Maschinen und Werkzeuge verwenden, ist nicht alles, was Sie in einem Programm zeichnen, in der Praxis machbar.
Es ist überflüssig zu erwähnen, dass Sie spezielle Software für den Entwurf von Leiterplatten verwenden müssen. Achten Sie auf Tools, die 3D-Design unterstützen, denn so können Sie die Platzierung der Bauteile und die Integrität der Biegungen doppelt überprüfen.
Sie sollten auch in Betracht ziehen, einen Experten für das Stapelmanagement zu engagieren. Das ist ein kluger
wenn Sie einen optimalen Stapelaufbau Ihrer Leiterplatte sicherstellen wollen.
Starrflexible Leiterplatte – Integrität der Grundplatte
Es ist an der Zeit, zwischen zwei Arten von Flexibilität bei Leiterplatten zu unterscheiden:
– Flexible starre Leiterplatten-Dynamische Biegung
Es handelt sich um eine Standardflexibilität, d. h. die Leiterplatte muss sich falten und biegen, wenn das Produkt in Gebrauch ist.
– Flex-to-install PCB
wie der Name schon sagt, brauchen Sie die Flexibilität und Biegsamkeit nur während des Installationsprozesses. Sobald Sie die Leiterplatte an den vorgesehenen Platz setzen, nutzt sie ihre elastischen Eigenschaften nicht mehr.
Wenn Sie das Design dieser beiden Typen vergleichen, ist es einfacher, eine Flex-to-Install-Leiterplatte zu entwerfen. Denn Sie müssen beim Aufbau der Leiterplatte nur die mechanisch belasteten Masseflächen berücksichtigen.
Eine flexible Leiterplatte mit dynamischer Biegung muss eine angemessene Signal- und Masseebenenintegrität aufweisen. Sie sollten Ihr Augenmerk auf die Substratmaterialien richten, aber auch die Integrität der Nachricht im Auge behalten.
Eine der Möglichkeiten ist die Verwendung von Masseebenen aus massivem Kupfer. Sie können für das Routing von Schaltungen in Platinen mit dynamischer Biegung verwendet werden. Obwohl sie für Hochgeschwindigkeitsschaltungen geeignet sind, kann ungebrochenes Kupfer auf flexiblen Schichten zu Ausfällen und Rissen führen.
Die Alternative sind Nickel- und Goldbeschichtungen, aber auch hier besteht die Gefahr von mechanischer Beanspruchung und Brüchen, wenn man sie auf flexible Komponenten anwendet. Wo liegt also die Lösung?
Die Experten empfehlen geglühtes Kupfer, da es die Integrität der Massefläche erhöhen kann. Das Problem ist, dass es sich um eine kostspielige Lösung handelt, die möglicherweise nicht für jeden geeignet ist. Deshalb sollten Sie analysieren, wo Sie die höchste Signalintegrität auf Masseflächen benötigen, und nur dort geglühtes Kupfer einsetzen.
Es gibt noch eine weitere Alternative – die Verwendung von Masseflächen in Form von kreuzschraffierten Polygonen. Dadurch wird zwar die Flexibilität erhöht, aber Hochgeschwindigkeitssignale können darunter leiden. Sie können diese verbessern, indem Sie stabile Rückleitungen unter Leiterbahnen mit hoher Geschwindigkeit verwenden. Beachten Sie, dass diese mindestens fünfmal breiter sein sollten als die Signalbahnen.
Flexible starre Leiterplatten-Flex-rigid PCB-Bend Management
Wenn Sie auf den flexiblen Lagen Ihrer Leiterplatten Masseflächen für die Stromversorgung vorsehen, sollten Sie sich nicht nur über die Leiterbahnführung Gedanken machen. Wer ein Design plant, das wiederholt gebogen werden muss, muss auch Durchgangslöcher und oberflächenmontierte Pads in Betracht ziehen.
Was die Pads betrifft, so betonen die Branchenexperten, wie wichtig es ist, sie mit einem zusätzlichen Overlay zu verankern. Durchkontaktierte Löcher sind bei der Entwicklung flexibler Leiterplatten fast schon Standard. Sie können die Festigkeit und Zuverlässigkeit der Leiterplatte erhöhen.
Wenn Sie sich für eine starrflexible Leiterplatte entscheiden, sollten Sie vermeiden, Durchkontaktierungen oder Bauteile in der Nähe der Biegungen zu platzieren. Wenn Sie die Biegungen wiederholter mechanischer Belastung aussetzen, können Sie die Leistung von Durchkontaktierungen und Bauteilen in der Nähe beeinträchtigen. Dies kann die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit der Leiterplatte beeinträchtigen.
Hier sind einige Tipps, die Sie beim Biege-Management anwenden können:
Achten Sie darauf, dass die Biegung nicht enger als nötig ist
Verwenden Sie an den Biegebereichen möglichst dicke Materialien.
Die Artikel, die Sie zum Biegen auswählen, sollten sich nicht dehnen, da dies zu einem Versagen der Leiterplatte führen kann.
Flexible starre Leiterplatten-Flex-rigid PCB-Trace Management
Der letzte Punkt, den wir besprechen werden, ist die Gestaltung Ihrer Leiterbahnen. Schauen Sie sich Ihre Biegung an und legen Sie sie senkrecht dazu. Es ist besonders wichtig, sie bei starrflexiblen Leiterplatten auf diese Weise zu verlegen, da Sie so die Belastung der Leiterbahnen verringern. Wenn Sie ein doppelseitiges Design verwenden, sollten Sie einen Versatz der Leiterbahnen in Betracht ziehen.
Überwachen Sie die Unter- und Oberseite der Schaltung und versetzen Sie die Leiterbahnen an diesen beiden Positionen. Auf diese Weise erreichen Sie mehr Konsistenz und Widerstandsfähigkeit gegen ständiges Biegen und mechanische Beanspruchung. Ihre Leiterplatten werden dadurch stabiler und zuverlässiger.
Ein weiterer wichtiger Tipp: Experten raten davon ab, beim Biegen von Leiterbahnen einen 90-Grad-Winkel zu verwenden. Sie sollten gekrümmte Markierungen anstreben, um der Belastung besser standhalten zu können. Außerdem sollten Sie beim Anlegen der Leiterbahnen eine segmentierte lineare Kurve verwenden. So können Sie das Risiko einer Delamination minimieren.
Bei biegesteifen Platten sollten Sie runde Pads vermeiden und sich an tropfenförmige Pads halten. Dadurch wird ein einfaches Bohren gewährleistet und das Trägermaterial verstärkt. Falls erforderlich, können Sie Ankerstümpfe zur zusätzlichen Unterstützung verwenden, insbesondere wenn Sie sich über die Kupferhaftung unsicher sind.
Was das Layout der Leiterbahnen betrifft, so sollten Sie darauf achten, dass die Impedanz des Signalwegs über die gesamte Länge konstant bleibt. Legen Sie eine Markierung fest, die sowohl für die flexiblen als auch für die starren Lagen Ihrer Leiterplatte geeignet ist.
Fazit
Wie Sie sehen, ist die Verbesserung der Zuverlässigkeit Ihrer starrflexiblen und flexiblen Leiterplatten keine leichte Aufgabe. Glücklicherweise können Sie diese Aufgabe bewältigen, wenn Sie jeden Schritt des Prozesses beachten.
Alles beginnt mit dem Design, denn hier können Sie die Montage optimieren. Wenn Sie die richtigen Entscheidungen in Bezug auf die Materialien, das Stapelmanagement und andere Faktoren treffen, können Sie die Leistung Ihrer Leiterplatte nur verbessern. Wenn Sie Hilfe benötigen, zögern Sie nicht, sich an professionelle Ingenieure zu wenden, die jedes Dilemma lösen können, das Sie haben!
