Flexible Leiterplatten

 

Flexible Leiterplatten haben sich in den letzten Jahren zunehmend als Schaltungsträger etabliert.

Hauptabnehmer für Flexible Leiterplatten sind die Technologiebranchen, in denen es auf folgende Eigenschaften und Vorteile ankommt:

Die Vorteile auf einen Blick

Realisierung von kompakten, komplexen, raum- und gewichtsminimierenden Aufbauten

Dynamische und mechanische Biegebelastbarkeit

Definierte Eigenschaften der auf der Leiterplatte befindlichen Leitungssysteme (Impedanzen und Widerstände)

Zuverlässigkeit der elektrischen Verbindungen durch Minimierung der Verbindungspunkte zwischen den Baugruppen

Einsparung von Steck- und Leitungskomponenten, zusätzliche Kostenersparnis durch Senkung der Bestückungs- und Montagekosten

                                                      Kostenersparnis für das Gesamtprodukt!

Produkt-Info Flexible Leiterplatten

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Flexible Leiterplatten made by CONTAG

CONTAG fertigt derzeit Muster und Kleinstserien von ein- und doppelseitigen Flexiblen Leiterplatten. Die standardmäßige Oberflächenausführung ist chemisch Zinn, die Konturbearbeitung erfolgt je nach Anforderung, Stückzahl und Layout bevorzugt mit Laserschnitt oder aber mechanischem Fräsen.

Bei der Konstruktion und dem Layout für Flexible Leiterplatten sollten Sie sich bereits in der Planungsphase bzgl. Materialauswahl und Gestaltung mit uns absprechen, wir erarbeiten gemeinsam mit Ihnen die optimale Lösung!

Materialien

Als Basisfolie für Flexible Leiterplatten setzt CONTAG ausschließlich Polyimidfolien ein, die gegenüber den alternativen PET- und PENFolien den Vorteil der hohen Temperaturbelastbarkeit, die uneingeschränkte Lötbarkeit sowie den größten Betriebstemperaturbereich aufweisen.

In Abhängigkeit von produkt- und prozessbedingten Anforderungen kommen unterschiedliche Folienausführungen zum Einsatz.

Typ Ausführung Beschreibung
Polyimid-Coverlay Polyimiddicken: 25µm oder 50µm, Acryl- oder Epoxidkleber, Kleberdicken: 25µm oder 50µm Wird aufgepresst, Lötpadöffnungen müssen vorher gebohrt, gefräst oder gelasert werden
Photostrukturierbares Coverlay Dicke: 63,5µm Wird auflaminiert und wie Lötstopplack belichtet und freientwickelt
Flexibler Lötstopplack Elpemer SD2467-SM Wird im Sprühverfahren appliziert
Merkmal Ausführung Beschreibung
Polyimiddicke 25µm, 50µm, 70µm, 100µm CONTAG-Standard: 50µm
Kupfer Ein- oder doppelseitig  
  18µm, 35µm, 70µm CONTAG-Standard: 18µm oder 35µm
  Walzkupfer (RA) Für dynamische Flexanwendungen geeignet
  Elektrolytisch abgeschiedenes Kupfer (ED) Geringere Bruchdehnung, nur für statische und semidynamische Anwendungen geeignet
Klebersysteme Acrylkleber Für dynamische Flexanwendungen geeignet, keine UL 94 V-0-Listung
  Kleberlos CONTAG-Standard, Hohe Flexibilität, chemische Resistenz, sowie UL 94 V-0-Listung

Eigenschaften von Polyimidfolien

Flexible Materialien unterscheiden sich gegenüber starren Basismaterialien in ihren wesentlichen Eigenschaften.

Um eine optimale Layoutgestaltung für Flexible Leiterplatten zu gewährleisten, müssen einige grundlegende Eigenschaften von flexiblen Polyimidmaterialien bekannt sein:

  • Starke Abnahme der Kupferhaftung bei erhöhter Temperatur (z. B. beim Lötprozess)
  • Erhöhte Wasseraufnahme (Faktor 6 gegenüber FR4)
  • Um bis zu Faktor 10 größere Dimensionsänderungen bei den einzelnen Fertigungsstufen, insbesondere bei Nassprozessen (größere Fertigungstoleranzen notwendig)

Dielektrizitätskonstante bei 1MHz 

Typischer Wert 
3,2

Durchschlagsfestigkeit (V/µm) 

Typischer Wert 
275

Eigenschaft
Dielektrizitätskonstante bei 1MHz 

Typischer Wert 
3,2

Eigenschaft
Durchschlagsfestigkeit (V/µm) 

Typischer Wert 
275

Eigenschaft
Spezifischer Durchgangswiderstand (Ohmxcm)

Typischer Wert
5,0 x 10⁸

Eigenschaft
Isolationswiderstand (Ohm) 

Typischer Wert 
2,0 x 10⁷

Eigenschaft
Cu-Haftung (N/cm) 

Typischer Wert 
10

Eigenschaft
Schrumpfung nach Ätzen (%) 

Typischer Wert 
0,05

Eigenschaft
Schrumpfung nach Tempern (%)

Typischer Wert 
0,05

Eigenschaft
Max. Betriebstemperatur (°C) 

Typischer Wert 
200

Eigenschaft
Lötbadbeständigkeit (°C) 

Typischer Wert 
400 (1min)

Eigenschaft
Wasseraufnahme (%) 

Typischer Wert 
<1,5 

Eigenschaft
Ausdehnung (ppm) 

Typischer Wert 
<60

Eigenschaft
UL-Rating 

Typischer Wert 
UL94VTM-0

Layoutrichtlinien

Aus den oben genannten Unterschieden ist für das Layout und den Einsatz für Flexible Leiterplatten folgendes abzuleiten:

  1. Der Biegeradius beträgt ca. 6 x Flexmaterialdicke bei einseitigen Flexlagen bzw. ca. 12 x Flexmaterialdicke bei doppelseitigen Flexlagen
  2. Leiterbahnbreiten und -abstände im Flexbereich so groß wie möglich wählen
  3. Der Biegebereich sollte parallele, gleichbreite Leiterbahnen mit gleichem Isolationswiderstand haben, die senkrecht zur Biegelinie verlaufen
  4. Die Übergänge von breiten zu schmalen Leiterzügen sollten nicht scharf, sondern kontinuierlich verjüngt gestaltet werden
  5. Der Übergang von breiten zu schmalen Leiterzügen im 90°-Winkel sollte über möglichst große Radien realisiert werden
  6. Wenn möglich, große, aufgerasterte Cu-Flächen im Layout vorsehen
  7. Die Leiterbahnen auf doppelseitigen flexiblen Teilen sollten symmetrisch versetzt sein
  8. Lötflächen so groß wie möglich wählen, Lötaugendurchmesser mindestens zweimal größer als den Lochdurchmesser wählen
  9. Leiterbahnanbindungen an Lötaugen tropfenförmig und abgerundet ausführen
  10. Nicht-fotostrukturierte Deckfolienöffnungen umlaufend ca. 1mm größer dimensionieren
  11. Grundsätzlich fließende (runde) Fräsübergänge vorsehen
  12. An den Sollbiegestellen für flexible Ausleger zusätzliche Kupferbahnen als Einreißschutz vorsehen
  13. Partielle mechanische Verstärkungen in Steck- oder Bestückungsbereichen können mit Folie (Stärke: 100µm-150µm) oder FR4 (Stärke beliebig) realisiert werden

 

Verarbeitungsrichtlinien

  1. Wegen der hohen Feuchtigkeitsaufnahme von Polyimid sind Flexible Leiterplatten vor dem Bestückungs- und Lötprozess zu trocknen (4h bei 120°C) und innerhalb von 8h zu verarbeiten!
  2. Die von starren Leiterplatten bekannten Lötparameter können verwendet werden

Für weitergehende technologische Fragen rund um das Thema Leiterplatten wenden Sie sich bitte an unser CONTAG-Team