Der Grund für die Herstellung flexibler gedruckter Schaltungen bestand darin, den Bedarf an starren Kabelbäumen zu beseitigen. Flexible gedruckte Schaltungen werden aufgrund von Konnektivität, Mobilität, Wearables, Schrumpfung und anderen modernen Trends in fast allen Branchen eingesetzt. Im Grunde genommen besteht eine flexible Schaltung aus vielen Leitern, die durch einen zerbrechlichen dielektrischen Film getrennt sind. Flexible Leiterplatten können für einfachste bis hin zu kompliziertesten Aufgaben eingesetzt werden.

Geschichte der FPCB

Um die Wende des 20. Jahrhunderts erkannten Forscher im neuen Telefongeschäft den Bedarf an standardmäßigen, flexiblen Stromkreisen. Die Schaltungen bestanden aus abwechselnden Schichten von Leitern und Isolatoren. Gemäß einem englischen Patent von 1903 wurden die Schaltkreise hergestellt, indem Paraffin auf Papier aufgetragen und flache Metallleiter ausgelegt wurden. In seinen Notizen aus etwa derselben Zeit schlug Thomas Edison vor, mit Zellulosegummi beschichtetes und mit Graphitpulver gezeichnetes Leinenpapier zu verwenden. In den späten 1940er Jahren, als Massenproduktionstechniken zum ersten Mal verwendet wurden, wurden mehrere Patente für Fotoätzschaltungen auf flexiblen Substraten angemeldet. Das Hinzufügen aktiver und passiver Komponenten zu flexiblen Schaltungen führte zur Entwicklung der „flexiblen Siliziumtechnologie“, die die Fähigkeit beschreibt, Halbleiter (unter Verwendung von Technologien wie Dünnschichttransistoren) auf einem flexiblen Substrat zu kombinieren. Dank der Kombination aus Onboard-Berechnung und Sensorkapazität gab es in vielen Bereichen aufregende neue Entwicklungen mit den üblichen Vorteilen einer flexiblen Schaltungsarchitektur. Neue Entwicklungen, insbesondere in der Luftfahrt, Medizin und Unterhaltungselektronik. 

Was ist FPCB?

Im Vergleich zum regulären PCB, gibt es erhebliche Unterschiede in der Art, wie sie entworfen, hergestellt und wie sie funktionieren. Es ist ungenau zu sagen, dass moderne Fertigungstechniken „gedruckt“ sind. Da zur Definition von Mustern immer häufiger Foto- oder Laserbilder anstelle von Drucken verwendet werden, wird eine Schicht aus Metallspuren auf ein dielektrisches Material wie Polyimid geklebt, um eine flexible gedruckte Schaltung herzustellen . Die Dicke der dielektrischen Schicht kann von 0005 Zoll bis 010 Zoll reichen. Die Dicke der Metallschicht kann zwischen 0001 Zoll und >010 Zoll liegen. Durch Adhäsionen werden Metalle oft an ihren Substraten befestigt, aber auch andere Verfahren, wie beispielsweise Aufdampfen, sind möglich. Kupfer kann oxidieren, daher wird es meist mit einer Schutzschicht überzogen. Gold oder Lot sind die gebräuchlichsten Optionen, da sie Strom leiten und der Umwelt standhalten können. Ein dielektrisches Material wird normalerweise verwendet, um zu verhindern, dass die Schaltung an Stellen oxidiert oder kurzschließt, an denen sie nichts berührt. 

Struktur von FPCB

Flexible Leiterplatten können wie starre Leiterplatten eine, zwei oder mehr Schaltungsschichten haben. Die meisten einschichtigen flexiblen gedruckten Schaltungen bestehen aus diesen Teilen: 

• Die dielektrische Substratfolie dient als Grundlage der Leiterplatte. Das am häufigsten verwendete Material, Polyamid (PI), hat eine starke Beständigkeit gegen Zug und Temperatur.
• Elektrische Leiter auf Kupferbasis, die als Leiterbahnen der Schaltung dienen
• Mittels Deckschicht oder Decklack wird eine Schutzschicht erzeugt.
• Polyethylen oder Epoxidharz ist die Klebesubstanz, die die verschiedenen Schaltungskomponenten zusammenhält.

Zuerst wird das Kupfer geätzt, um die Leiterbahnen freizulegen, und dann wird die Schutzabdeckung (Coverlay) durchstochen, um die Lötpads freizulegen. Die Teile werden gereinigt und dann zusammengerollt, um das Endprodukt herzustellen. Die Stifte und Anschlüsse außerhalb des Stromkreises werden in die Dose getaucht, um beim Schweißen zu helfen oder sie vor Rost zu schützen. Wenn die Schaltung kompliziert ist oder Erdungsschirme aus Kupfer benötigt, ist der Wechsel zu einem zweischichtigen oder mehrschichtigen FPC unerlässlich. Mehrschichtige FPCs werden ähnlich wie einschichtige FPCs hergestellt. Bei mehrschichtigen FPCs muss jedoch ein PTH (Plated Through Hole) hinzugefügt werden, um die leitfähigen Schichten zu verbinden. Das Klebematerial klebt die leitfähigen Bahnen auf das dielektrische Substrat oder klebt in mehrschichtigen flexiblen Schaltungen die verschiedenen Schichten zusammen, um die Schaltung herzustellen. Außerdem kann der Klebefilm die flexible Schaltung vor Schäden schützen, die durch Feuchtigkeit, Staub und andere Partikel verursacht werden.

Der Herstellungsprozess von FPCB

Schematische Erfassung, Leiterplattenlayout sowie Leiterplattenherstellung und -montage sind allgemeine Beschreibungen der Schritte beim Entwerfen und Herstellen einer Leiterplatte, aber die Details sind kompliziert. In diesem Abschnitt sehen wir uns jeden Schritt an. 

• Konstruieren Sie den Schaltplan

Bevor Sie mit dem Design der Platine mit CAD-Tools beginnen, ist es wichtig, das Design der Bibliothekskomponenten abzuschließen. Das bedeutet, logische Symbole für Teile zu erstellen, die Sie bauen können, wie Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Verbindungen und ICs. Das können Sie im Schaltplan (ICs) verwenden. Sobald diese Teile fertig sind, können Sie damit beginnen, sie mithilfe von CAD-Werkzeugen auf Schaltplänen zu ordnen. Sobald die Teile grob zusammengesetzt sind, können Sie die Drähte zeichnen, um zu zeigen, wie die Pins der Schaltplansymbole verbunden sind. In elektronischen Speicher- und Datenschaltkreisen sind Netze die Linien, die einzelne Netze oder Gruppen von Netzen zeigen. Während der schematischen Erfassung müssen Sie die Prozessteile verschieben, um ein klares und lesbares Diagramm zu erstellen. 

• Schaltungssimulation

Sobald Sie die Teile und Verbindungen des Schaltplans gezeichnet haben, können Sie die Schaltung testen, um zu sehen, ob sie funktioniert. Sie können dies überprüfen, indem Sie SPICE-Schaltungssimulationen (Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis) in einem Modellierungsprogramm verwenden. Vor der Herstellung der eigentlichen Hardware können PCB-Ingenieure mit diesen Tools die von ihnen entworfenen Schaltungen simulieren. PCB-Design-Tools sind unerlässlich, weil sie Zeit und Geld sparen können. 

• CAD-Tool einrichten

Mit den heutigen Designtools haben PCB-Designer Zugriff auf viele Funktionen, wie z. B. die Möglichkeit, Designregeln und Einschränkungen festzulegen. Das verhindert, dass sich einzelne Netze kreuzen, und gibt genügend Platz zwischen den Komponenten. Designer haben auch Zugriff auf eine breite Palette zusätzlicher Tools. Tools wie Designraster. Es erleichtert das geordnete Platzieren von Komponenten und Verlegen von Leiterbahnen. 

• Komponenten für das Layout

Nachdem Sie die Designdatenbank erstellt und die Schaltplandaten importiert haben, wie die Netze verbunden sind, können Sie das eigentliche Leiterplattenlayout erstellen. Zuerst müssen Sie die Komponenten-Footprints innerhalb des Platinenumrisses im CAD-Programm platzieren, wenn der Designer auf einen Eindruck klickt. Es erscheint eine „Geisterlinien“-Grafik, die die Netzverbindungen zeigt und zu welchen Komponenten sie führen. Mit etwas Übung lernen Designer, wie sie diese Teile für die beste Leistung positionieren – unter Berücksichtigung von Dingen wie Konnektivität, Hotspots, elektrischem Rauschen und physischen Hindernissen wie Kabeln, Steckern und Montagematerial. Designer können nicht darüber nachdenken, was die Schaltung braucht. Designer müssen auch darüber nachdenken, wo sie die Teile platzieren, damit der Hersteller sie am einfachsten zusammensetzen kann. 

• PCB-Routing

Jetzt, wo alles da ist, wo es sein soll, können Sie die Netze einhängen. Dazu müssen Sie die Linien und Ebenen auf einer Zeichnung aus den Verbindungen im Gummibandnetz erstellen. CAD-Programme verfügen über mehrere hilfreiche Funktionen, wie z. B. automatische Routing-Funktionen, die die Konstruktionszeit verkürzen, was ihnen dabei hilft. 

Es ist wichtig, genau auf das Routing zu achten. Es muss darauf geachtet werden, dass die Länge der Netze für die übertragenen Signale geeignet ist und dass sie nicht durch Bereiche mit starkem Rauschen verlaufen. Aus diesem Grund können Nebensprechen und andere Probleme mit der Signalintegrität beeinträchtigen, wie gut die Platine nach ihrer Herstellung funktioniert. 

• Stellen Sie einen klaren PCB-Rückstrompfad her.

Sie müssen die aktivsten Teile auf der Platine, wie integrierte Schaltkreise (ICs), mit einem Strom- und Erdungsnetz verbinden. Alles, was Sie tun müssen, um feste Ebenen zu erstellen, die diese Teile erreichen können, ist, einen Bereich oder eine Schicht zu fluten. Wenn es um die Herstellung von Strom- und Masseebenen geht, sind die Dinge komplizierter. Diese Flügel haben auch die wichtige Aufgabe, Signale entlang einer Spur zurückzusenden. Wenn die Ebenen zu viele Löcher, Ausschnitte oder Spalten haben, können die Rückwege sehr laut sein und die Leistung der Leiterplatte beeinträchtigen. 

• Endkontrolle der Regeln

Ihr PCB-Design ist jetzt fast fertig, nachdem Sie mit dem Einsetzen von Komponenten, dem Verlegen von Leiterbahnen und dem Herstellen von Strom- und Masseebenen fertig sind. Der nächste Schritt besteht darin, den Text und die Markierungen einzurichten, die auf die äußeren Schichten siebgedruckt werden, und eine abschließende Regelprüfung durchzuführen. 

Das Einfügen von Namen, Daten und Copyright-Informationen auf der Tafel hilft anderen, Teile zu finden. Gleichzeitig müssen Sie beim Erstellen und Zusammenbauen von Leiterplatten Fertigungszeichnungen erstellen und verwenden. PCB-Designer verwenden auch Tools, mit denen sie bestimmen können, wie viel die Herstellung der Platine kosten wird. 

• Machen Sie das Brett

Nachdem Sie die Ausgabedatendateien erstellt haben, besteht der nächste Schritt darin, sie an eine Produktionsstätte zu senden, um die Platine herzustellen. Nachdem Sie die Leiterbahnen und Ebenen in die Metallschichten geschnitten haben, müssen Sie sie zusammenpressen, um eine „blanke Platine“ zu erstellen, die zusammengefügt werden kann. Wenn das Board dort ankommt, wo Sie es zusammenbauen können, können Sie ihm die Teile geben, die es benötigt. Danach können Sie es durch einen von mehreren Lötprozessen führen, die für jedes Teil entwickelt wurden. Das Board ist jetzt endlich fertig, nachdem es alle notwendigen Tests bestanden hat. 

Für die Herstellung von FPCB verwendete Materialien

FPCB-Produkte bestehen nicht nur aus einem flexiblen Material, sondern fühlen sich auch leicht und dünn an. Die Struktur ist so leicht, dass Sie sie viele Male dehnen können, ohne die Isolierung auf der Leiterplatte zu beschädigen. Die weiche Platine kann keine hohen Leitungsströme oder -spannungen verarbeiten, da sie aus Kunststoff besteht und aus Drähten besteht. Dies macht es weniger nützlich in elektronischen Hochleistungsschaltungen. Aber Sie können Softboards häufig in der Unterhaltungselektronik mit geringem Stromverbrauch und niedrigem Strom verwenden. Softboards werden selten als primäre Trägerplatte im Produktdesign verwendet, da ihre Stückkosten hoch sind. Denn der Schlüsselmaterial-PI steuert, wie viele Softboards pro Einheit kosten. Stattdessen werden sie eingestellt, um nur die „weichen“ Teile des kritischen Designs auszuführen. Elektronische Bauteile oder Funktionsmodule, die sich bewegen und funktionieren müssen, brauchen weiche Leiterplatten. Beispiele hierfür sind beispielsweise das elektronische Zoomobjektiv in einer Digitalkamera oder die Lesekopf-Elektronikschaltung in einem optischen Laufwerk. PI, auch Polyimid (PI) genannt, kann weiter in vollaromatisches und halbaromatisches PI zerlegt werden. Sie können es aufgrund seiner Molekularstruktur und seiner Fähigkeit, mit hohen Temperaturen umzugehen, verwenden. Vollaromatisches PI ist eine chemische Verbindung, die zu den reinen PI-Typen gehört. Die Dinge können weich oder hart sein, oder sie können beides sein. Weil sie infundiert werden, können Materialien, die injiziert werden können, nicht geformt werden, aber sie können zerkleinert, gesintert und anders verwendet werden. Das halbaromatische PI ist eine Polyetherimidart, die zu dieser Gruppe gehört. Da das Material thermoplastisch ist, wird Polyetherimid häufig durch Spritzgießen hergestellt. Mit duroplastischem PI können Sie das Laminieren von imprägnierten Materialien, das Formpressen und das Spritzpressen verwenden, die unterschiedliche Qualitäten der Rohmaterialien erfordern. 

Arten von FPCB

Flex-Schaltungen gibt es in acht Typen, von Single-Layer über Multi-Layer bis hin zu starr. Hier sind einige der gebräuchlichsten Arten von flexiblen Schaltungen. 

• Einseitige flexible Schaltungen: Diese Schaltungen haben eine Kupferschicht zwischen zwei Isolierschichten. Oder eine Isolierschicht (normalerweise Polyimid) und eine Seite, die nicht bedeckt ist. Das Schaltungslayout wird dann chemisch in die darunter liegende Kupferschicht geätzt. Aufgrund ihrer Herstellung können Komponenten, Verbinder, Stifte und Versteifungen auf einseitigen flexiblen Leiterplatten hinzugefügt werden.

• Einseitige Flex-Schaltungen mit Dual Access: Einige einseitige Flex-Leiterplatten haben ein Layout, bei dem die Leiter der Schaltung von beiden Seiten der Platine erreicht werden können. Durch die Verwendung einer flexiblen Leiterplatte und spezifischer Schichten für diese Designfunktion ist es möglich, durch die Polyimidschicht des Basismaterials zu der einen Kupferschicht zu gelangen.

• Doppelseitige Flex-Schaltungen: Diese Schaltungen sind flexible Leiterplatten mit zwei leitenden Schichten. Diese Schaltkreise sind durch eine Polyimid-Isolierung getrennt. Die Außenseiten der leitfähigen Schicht können entweder freigelegt oder bedeckt sein. Die meisten Schichten werden durch Plattieren von Durchgangslöchern verbunden, aber es gibt andere Möglichkeiten. Wie einseitige Versionen können doppelseitige flexible Leiterplatten zusätzliche Teile wie Stifte, Verbindungen und Versteifungen aufnehmen.

• Mehrschichtige flexible Leiterplatten. Diese Schaltungen verwenden drei oder mehr flexible leitende Schichten mit Isolierschichten dazwischen, um sowohl einseitige als auch doppelseitige Schaltungen herzustellen. Die äußeren Schichten dieser Einheiten haben normalerweise Abdeckungen und ein Durchgangsloch. Sie sind oft mit Kupfer plattiert und haben die Länge der Dicke dieser flexiblen Schaltungen. Mit mehrschichtigen flexiblen Schaltungen können Sie Überkreuzungen, Übersprechen, Impedanz und Abschirmungsprobleme vermeiden. Es gibt viele Möglichkeiten, mehrschichtige Schaltungen zu entwerfen. Zum Beispiel können blinde und vergrabene Durchkontaktierungen mehrschichtige Flexboards bauen, wie es FR4 kann. Außerdem könnten Sie die Schichten einer mehrschichtigen Schaltung für zusätzlichen Schutz immer wieder laminieren, aber dieser Schritt wird normalerweise übersprungen, wenn Flexibilität wichtiger ist.

• Starrflexible Schaltungen: Diese PCBs unterscheiden sich ein wenig von den anderen und kosten normalerweise mehr als andere flexible PCB-Optionen, obwohl sie denselben Zweck erfüllen. Meistens haben diese Konstruktionen zwei oder mehr leitfähige Schichten mit entweder starrer oder flexibler Isolierung zwischen jeder Schicht. Im Gegensatz zu mehrschichtigen Schaltungen verwenden sie nur Versteifungen, um die Einheit zusammenzuhalten, und die Leiter werden auf Schichten platziert, die nicht flexibel sind. Aus diesem Grund sind Starrflex-Leiterplatten in der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigungsindustrie beliebt geworden.

• Aluminium-Flexplatten: Flexible Leiterplatten aus Aluminium eignen sich am besten für Branchen wie Medizin und Autos, die viel Strom und Licht verbrauchen. Und weil sie klein sind, können sie möglicherweise durch kleine Türen gehen. Dies sind ausgezeichnete Investitionen, weil sie billig, leicht und langlebig sind. Sie haben auch Aluminiumschichten, die helfen, Wärme durch sie zu leiten.

• Mikroschaltungen: Flexible Mikroleiterplatten sind die beste Lösung für die Unterhaltungselektronik. Aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer Schock- und Vibrationsfestigkeit eignen sich diese Materialien perfekt für die Unterhaltungselektronik. Mikroschaltkreise haben eine gute Signalintegrität, sodass ihre geringe Größe keinen Einfluss darauf hat, wie gut sie funktionieren.

• High-Density Interconnector (HDI) Boards mit flexiblen Schaltungen: Diese verfügen über eine der am schnellsten wachsenden Technologien im Leiterplattengeschäft. Da sie mehr Drähte als herkömmliche Leiterplatten haben, verbessern sie die elektrische Leistung und Geschwindigkeit und machen die Geräte leichter und kleiner. Sie funktionieren hervorragend in Geräten wie Mobiltelefonen, Computern und Videospielkonsolen.

• Ultradünne, flexible Leiterplatten: Diese haben kleine, dünne Teile und Plattenmaterialien. Dies macht sie perfekt für Elektronik, die tragbar sein oder in den Körper gesteckt werden muss. Oder für jede andere Anwendung, die sehr leichte Leiterplatten benötigt.

FPCB-Anwendungen

Eine Flex-Leiterplatte ist das gleiche wie eine normale Leiterplatte, außer dass die Schaltungsverbindungen aus einem flexiblen Basismaterial hergestellt sind. Dies ist besonders hilfreich für Dinge, die nicht dauerhaft installiert werden sollen. Flexible Leiterplatten werden in immer mehr Branchen eingesetzt, weil sie lange halten und wenig Platz einnehmen. Nachfolgend einige Beispiele, wo und wie diese Technologie eingesetzt werden kann: 

• Automobilindustrie: Immer mehr Autos haben elektronische Teile. Daher ist es wichtig, dass die Schaltkreise mit den Stößen und Erschütterungen umgehen können, die in einem Auto auftreten. Eine flexible Leiterplatte ist eine entscheidende Geschäftsoption, da sie billig ist und lange hält.

• Unterhaltungselektronik: Flexible Leiterplatten (PCBs) werden häufig in der Unterhaltungselektronik verwendet. B. Handys, Tablets, Kameras und Videorecorder. Die Fähigkeit der flexiblen Leiterplatte, Stöße und Vibrationen zu bewältigen, ist praktisch, wenn Sie diese Dinge häufig bewegen müssen.

• Hochgeschwindigkeits-Digital-, HF- und Mikrowellenanwendungen: Flexible Leiterplatten eignen sich hervorragend für Hochfrequenz. Sie können sie in Hochgeschwindigkeits-Digital-, HF- und Mikrowellenanwendungen verwenden, da sie zuverlässig sind.

• Industrielle Elektronik. Die Industrieelektronik benötigt flexible Leiterplatten, die Stöße absorbieren und Vibrationen stoppen können, da sie viel Stress und Vibrationen aushalten müssen.

• LEDs: LEDs werden zum Standard für die Beleuchtung in Haushalten und Unternehmen. LED-Technologie ist ein großer Teil dieses Trends, weil sie gut funktioniert. Meistens ist das einzige Problem die Hitze, aber die gute Wärmeübertragung einer flexiblen Leiterplatte kann helfen.

• Medizinische Systeme: Da die Nachfrage nach elektronischen Implantaten und tragbaren chirurgischen Geräten steigt. Dies macht kompakte und dichte Elektronikdesigns im Bereich medizinischer Systeme immer wichtiger. In beiden können Sie flexible Leiterplatten verwenden. Weil sie sich biegen lassen und den Belastungen durch OP-Technik und Implantate standhalten.

• Leistungselektronik. Im Bereich der Leistungselektronik hat eine flexible Leiterplatte den zusätzlichen Vorteil, dass sie höhere Ströme verarbeiten kann, da sie sehr flexible Kupferschichten hat. Dies ist im Geschäft der Leistungselektronik sehr wichtig, da Geräte mehr Strom benötigen, wenn sie unter Volllast laufen.

Die Bedeutung von FPCB

Sie können flexible Boards sowohl in dynamischen als auch in statischen Situationen häufig verwenden, da Sie sie biegen können. Im Vergleich zu starren Leiterplatten können Sie in dynamischen Anwendungen eingesetzte Leiterplatten dehnen, ohne zu brechen. Bohrlochmessungen in der Öl- und Gasindustrie sind perfekt für flexible Schaltungsdesigns. Da sie hohen Temperaturen standhalten können (zwischen -200 °C und 400 °C), können Sie sie, obwohl flexible Platinen ihren Nutzen haben, nicht anstelle von normalen Leiterplatten verwenden. Starre Platten sind eine natürliche Wahl, weil sie kostengünstig sind. Sie können sie in automatisierten Fertigungsanwendungen für hohe Stückzahlen verwenden. Flexible Leiterplatten sind der Weg für Leistung, Genauigkeit, Präzision und gleichmäßiges Biegen. 

Herausforderungen und Kostenüberlegungen von FPCB

Bei der Arbeit mit FPCBs, z. B. beim Versuch, Änderungen oder Reparaturen vorzunehmen, können Probleme auftreten. Sie benötigen eine neue Basiskarte oder eine Neufassung der Lithografiesoftware, um das Design zu ändern. Es ist nicht einfach, Änderungen vorzunehmen, da Sie die Platte zuerst von einer Schutzschicht abziehen müssen. Länge und Breite sind aufgrund der Größe der zu ihrer Herstellung verwendeten Maschinen begrenzt. Außerdem können Sie FPCBs beschädigen, wenn Sie sorglos damit umgehen. Also Leute, die wissen, was sie tun, müssen sie löten und reparieren.

Die Kosten sind immer ein wichtiger Faktor. Die Anwendung hat jedoch großen Einfluss darauf, wie kostengünstig FPCBs im Vergleich zu starren Leiterplatten sind. Da jede FPCB-Anwendung einzigartig ist, sind die Kosten im Zusammenhang mit dem anfänglichen Schaltungsdesign, dem Layout und den fotografischen Platten für kleine Stückzahlen kostspielig.

FPCBs können letztendlich für höhere Produktionsvolumen erschwinglicher sein, da weniger Drähte, Steckverbinder, Kabelbäume und andere Teile für die Montage benötigt werden. Dies gilt insbesondere, wenn die vor- und nachgelagerten Vorteile berücksichtigt werden, wie z. B. das verringerte Lieferkettenrisiko und die Verringerung der Wartungsanfragen, die durch die Verfügbarkeit von weniger Teilen verursacht werden.

Erweiterte Funktionen von FPCB

Die Branche für flexible Schaltungen ist stetig gewachsen. Aufgrund dieses Wachstums gab es weitere Verbesserungen in der Technologie, wie zum Beispiel: 

• Grafische Überlagerungen: Grafische Overlays ermöglichen es Benutzern, mit den Schaltkreisen unter PCBs zu sprechen. Sie sind Acryl- oder Polyesterabdeckungen für Leiterplatten. Diese Overlays verfügen häufig über LEDs, LCDs und Schalter, mit denen Benutzer mit der Leiterplatte so sprechen können, wie sie möchten.

• Hot-Bar-Lötmittel: Sie können anstelle eines Steckverbinders eine Hot-Bar-Lötverbindung verwenden, um eine Hartleiterplatte und eine Flex-Schaltung zu verbinden. Das Ergebnis ist eine günstigere Verbindung, die stärker ist und länger hält.

• Lasergeschälte Schlitze und Löcher: In der Vergangenheit konnten Sie FPCBs mit Rasiermessern schneiden. Und die Qualität des Schnitts hing davon ab, wie gut die Person mit dem Rasiermesser umgehen konnte. Aber mit den Lasern, die wir jetzt haben, können wir Linien mit viel Präzision und Kontrolle schneiden, wodurch wir noch kleinere Schaltungen auf flexiblen Leiterplatten herstellen können.

• Panelisierung: Leiterplatten, sogenannte PCBs, wenn sie zu großen Platten aus vielen Modulen zusammengesetzt werden. In „Pick-and-Place“-Montagelinien. Dies kann den Prozess des Zusammenbaus von Flex-Schaltungen erheblich beschleunigen. Der zweite Schritt besteht darin, die Einheiten in kleinere Gruppen zu unterteilen.

• Haftklebstoffe. Haftklebstoffe kleben Dinge zusammen, indem sie eine Schutzfolie abziehen und einen Gegenstand in den Klebstoff drücken. Dieses Material wird häufig auf Leiterplatten (PCBs) verwendet, um Schaltungsteile an Ort und Stelle zu halten, ohne Lötmittel zu verwenden.

• Abschirmung: In der Vergangenheit waren elektromagnetische Interferenzen ein Problem. Dies war ein Problem, insbesondere an Orten, an denen die Elektronik eher davon betroffen ist. Dies ist jetzt weniger ein Problem, da sich die Abschirmungstechnologie verbessert hat. Es reduzierte das Rauschen und erleichterte die Kontrolle der Impedanz von Signalleitungen.

• Versteifungen: Versteifungen aus Materialien wie FR4 und Polyimid werden häufig an Verbindungspunkten zu flexiblen Schaltungen hinzugefügt. Die Verbindungspunkte, an denen die Schaltung zusätzliche Unterstützung gebrauchen könnte. Aus diesem Grund hält die Schaltung länger und funktioniert besser.

Vorteile der Verwendung von FPCB

Die Flex-PCB-Technologie ermöglicht die Herstellung vieler neuer Produkte und Layouts. Seine Verformbarkeit ist bei Elektroteilen gefragt. Elektrische Teile wie Anschlüsse, Drähte, Kabel und Leiterplatten. Hier sind einige der Vorteile der Verwendung von Flex-Schaltungen.

• FPCBs reduzieren das Gewicht des Geräts um etwa 70 %.
• Sie bieten mehr Optionen für eine bessere elektronische Verpackung.
• FPCBs helfen Ihnen, Verpackungs- und Verdrahtungsprobleme zu beheben. Dies liegt daran, dass es flexibel und anpassungsfähig ist und seine Form ändern kann.
• FPCBs reduzieren den Bedarf an Drähten, Verbindungen, Leiterplatten und Kabeln. Es hilft, das Problem zu lösen, wie man Dinge verbindet.
• Die Fähigkeit, 3D-Verpackungen herzustellen, wird durch die Anpassungsfähigkeit und Schlankheit des Materials ermöglicht.
• Elektrische Integration: Es ist einfach, kundenspezifische Lösungen zu erstellen. Es ermöglicht Ihnen, Ihr Design auf vielen Materialalternativen zu basieren. Außerdem können Sie aus einer Vielzahl von Beschichtungstechniken und -stilen auswählen.
• Egal wie gut oder stark Ihr Kühlkörper ist, eine flexible gedruckte Schaltung kann die Hitze bewältigen. Sie funktionieren also gut in Situationen mit hoher Leistung.
• FPCBs bieten mechanische und elektrische Wiederholbarkeit.
• Sie kosten 30 % weniger als herkömmliche Festverdrahtung und andere Montagemethoden.
• FPCB benötigt ca. 30 % weniger Platz.
• FPCB ist zuverlässiger, weil Verdrahtungsfehler damit nicht passieren können.

Nachteile der Verwendung von FPCB 

• Das anfängliche Schaltungsdesign, die Verkabelung und die fotografischen Master einer Flex-Schaltung sind teurer. Sie sind teuer, weil Sie sie für jede Anwendung herstellen können. Flexi-Leiterplatten sind für Anwendungen mit geringem Volumen nicht kosteneffektiv.

• Die Flex-Leiterplatten sind schwierig zu ersetzen und zu reparieren. Einmal konstruiert, müssen Sie Flex-Schaltungen aus dem ursprünglichen Design oder dem Lichtzeichnungsprogramm ändern. Die Oberfläche hat eine Schutzschicht, die Sie vor der Reparatur entfernen und danach wieder aufbringen müssen. 

• Da sie klein sind, werden flexible Leiterplatten selten verwendet. Ihre Produktion erfolgt daher in der Regel in Chargen. Aufgrund der Größenbeschränkungen der Maschinen, mit denen sie hergestellt werden, können Sie sie nicht sehr lang oder breit machen.

• Es ist leicht, die flexible Schaltung durch unvorsichtigen Gebrauch zu beschädigen, und Schäden können auch auftreten, wenn sie nicht richtig eingerichtet sind. Löten und Nacharbeiten erfordern daher qualifiziertes Personal.

Unterschiede zwischen starren und flexiblen Leiterplatten

Wenn die meisten Menschen an eine Leiterplatte denken, stellen sie sich eine hartgedruckte Leiterplatte (PCB) vor. Über eine nichtleitende Basis. Diese Platinen verbinden elektrische Teile mit Leiterbahnen und anderen Teilen. Als nicht leitendes Substratmaterial einer starren Leiterplatte wird häufig Glas verwendet. Da es die Platine stark und starr macht, kann eine starre Leiterplatte aufgrund ihres robusten Designs verhindern, dass Komponenten zu heiß werden. Sie können herkömmliche Leiterplatten aus harten Materialien wie Kupfer oder Aluminium herstellen. Aber Sie können flexible Leiterplatten herstellen, die leichter zu biegen sind, wie z. B. Polyimid. Flexible Schaltungen können Stöße absorbieren, zusätzliche Wärme ableiten und eine Vielzahl von Formen annehmen, da Sie sie biegen können. Aufgrund ihrer Flexibilität werden Flex-Schaltungen in immer mehr kleinen, modernen elektronischen Geräten verwendet. Es gibt einige signifikante Unterschiede zwischen Leiterplatten (PCBs) und flexiblen Schaltungen. 

• Da gewalztes geglühtes Kupfer flexibler ist als galvanisch abgeschiedenes Kupfer, können Sie es anstelle von galvanisch abgeschiedenem Kupfer als leitendes Material in Flex-Schaltungen verwenden.
• In der Fertigung können Sie anstelle einer Lötstoppmaske ein Overlay verwenden. Sie können dies tun, um die freiliegenden Schaltkreise auf einer flexiblen Leiterplatte zu schützen.
• Obwohl flexible Schaltungen teurer sind, sind starre Leiterplatten billiger. Aber weil Flex-Schaltungen klein sind, können Ingenieure sie verwenden, um ihre Geräte kleiner zu machen. Sie sparen Geld auf eine Weise, die nicht offensichtlich ist.

Bedeutung von FPCB in LED-Streifen

Da sich die Technologie verbessert, LED-Streifen werden immer beliebter. LED-Streifen sind bereits eine großartige Möglichkeit, Ihr Zuhause zu beleuchten und zu dekorieren, und flexible Leiterplatten verbessern die Dinge nur. LED-Streifen sind Platinen, die miteinander verbunden sind. SMT (Surface Mount Technology) wird verwendet, um flexible Leiterplatten (PCBs) mit oberflächenmontierten Teilen (SMD-LEDs, Steckverbinder usw.) herzustellen. . Beim Zusammenbau der LED-Chips fungiert die FPCB als Basis für diese. Genauso wichtig wie der Aufbau einer Leiterplatte ist, wie gut sie Wärme abführen kann. Flexible Elektronik ist eine große Hilfe, wenn es um LED-Lichtbänder geht. Wie starre PCBs sind verschiedene FPCBs einlagige, zweilagige und mehrlagige PCB-Schaltungen. 

FAQs 

Zusammenfassung

Sie können FPCs biegen und biegen, um sie an verschiedene Formen und Größen anzupassen. Dadurch sind sie einfacher zu entwerfen und zu verwenden. Sie können keine starren Standardschaltkreise an Stellen mit ungeraden Abmessungen platzieren, aber flexible Schaltkreise können dies. Flexible Schaltungen nehmen weniger Platz auf der Hauptplatine der Anwendung ein. Es macht sie billiger und weniger sperrig. Indem der gesamte verfügbare Platz optimal genutzt wird, sorgt ein besseres Wärmemanagement dafür, dass weniger Wärme bewegt werden muss. Flexible gedruckte Schaltungen könnten zuverlässiger sein und länger halten als starre Leiterplatten, insbesondere wenn die Schaltungen ständig geschüttelt oder unter mechanischer Belastung stehen. FPCBs haben herkömmliche Konnektivitätsmethoden ersetzt. FPCBs haben sie auf der Basis von gelöteten Drähten und handverdrahteten Steckverbindern aufgrund ihres geringen Gewichts, ihres dünnen Profils, ihrer hervorragenden mechanischen Beständigkeit, ihrer Widerstandsfähigkeit gegenüber hohen Temperaturen und atmosphärischen Einflüssen sowie ihrer guten elektromagnetischen Immunität (EMI) ersetzt. Überlegen Sie, wie schwer es wäre, in einem modernen Auto alle Bildschirme, Regler und Anzeigen (Drehregler, Knöpfe usw.) zu verbinden, da diese Elektronik mechanischen Belastungen und Vibrationen ausgesetzt ist. Sie brauchen eine sichere Verbindung, egal wie das Fahrzeug fährt. FPCBs sorgen in der Automobilindustrie für null Ausfallzeiten, lange Lebensdauer und minimalen Wartungsaufwand. 

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