Rigid-Flex-Leiterplatten

Was ist rigid-Flex-Leiterplatten ？

Rigid-Flex-PCBs sind eine neue Art von Leiterplatten, die die Eigenschaften von starren und flexiblen PCBs miteinander kombinieren. Als Hauptsubstrat wird Polyimid verwendet. Diese PCBs sind biegsam und flexibel, passen sich komplexen Formen und engen Platzverhältnissen an und eignen sich ideal für militärische Ausrüstungen, Luftfahrtgeräte, tragbare Geräte, Kameras, Smartphones, Smartwatches, Drohnen und mehr.

Wie ist die Definition von Rigid-Flex-PCB?

Rigid-Flex-PCBs sind, wie der Name schon sagt, im Wesentlichen Leiterplatten, die starre und flexible Leiterplatten miteinander kombinieren. Sie bieten hervorragende Biegsamkeit und Flexibilität und werden daher häufig in medizinischen Geräten, Militärausrüstungen, Luft- und Raumfahrt, Kameras und Smartphones eingesetzt. Polyimid ist flexibler als FR4 mit einer Dielektrizitätskonstanten (Dk) zwischen 3,0 und 3,5, während FR4 typischerweise zwischen 3,5 und 4,0 liegt. Zu den gängigen Polyimid-Materialien gehören Nelco und Rogers, wobei Kapton häufig für rein flexible Leiterplatten verwendet wird.

Rigid-Flex-PCBs lassen sich allgemein in die folgenden drei Typen unterteilen:
1. Einseitige Rigid-Flex-PCBs: Dies ist die einfachste Form von Rigid-Flex-PCBs. Sie bestehen aus einer leitenden Kupferschicht, die über gebohrte Löcher mit einem flexiblen Substrat verbunden ist und durch eine Polyimid-Coverlay-Schicht geschützt wird.
2. Beidseitige Rigid-Flex-PCBs: Diese besitzen zwei leitende Schichten, wobei Durchkontaktierungen (PTHs) elektrische Verbindungen zwischen den Schichten herstellen.
3. Multilagen-Rigid-Flex: Dieses hat mehr als zwei leitfähige Schichten. Durchgesteckte Durchkontaktierungen (PTHs) stellen die elektrischen Verbindungen zwischen den Schichten her, wodurch die Herstellung komplexer wird. Es ist jedoch ideal für Anwendungen wie Hochdichte-Verdrahtung, Übersprechmoderation und Impedanzkontrolle.

Welche Vorteile bieten Rigid-Flex-Platinen?

Im Vergleich zu starren Leiterplatten weisen Rigid-Flex-Platinen folgende Vorteile auf:
1. Anpassungsfähigkeit an komplexe Umgebungen: Beispielsweise müssen Aerospace-Geräte extremen Umweltbedingungen standhalten. Rigid-Flex-Platinen verwenden Polyimid zur Abdeckung der Leiter, wodurch die Umweltbeständigkeit effektiv verbessert wird.
2. Kompakte Größe und geringes Gewicht: Das Militär hat strenge Anforderungen an Größe und Gewicht. Rigid-Flex-Platinen können sich an verschiedene kleine und mikrostrukturierte Gegebenheiten anpassen und somit Größe und Gewicht reduzieren.
3. Hohe Stoß- und Vibrationsresistenz: Sie können starken Stößen standhalten, ohne beschädigt zu werden.
4. Wiederverwendbarkeit: Rigid-Flex-Platinen können bis zu 100 Mal gefaltet werden, ohne beschädigt zu werden.
5. 3D-Design-Kapazitäten: Sie können in dreidimensionale Formen gestaltet werden, um unterschiedlichen Anforderungen gerecht zu werden.
6. Extrem langlebig und robust: Da sie schlagfest sind, können sie über einen langen Zeitraum ohne Bruch verwendet werden.

Anwendungsbereich von Starr-Flex-PCBs

1. Medizinische Geräte: Beispielsweise tragbare Schutzausrüstung, Herzkompressoren und Bluttestgeräte. Starr-Flex-PCBs bieten eine hervorragende Widerstandsleistung und kompakte Abmessungen.
2. Mittelklasse- und Einsteiger-Consumer Electronics: Beispielsweise kleine Mobiltelefone, Mini-Computer und Kinderuhren, unter anderem kleinen und komplexen Produkten.
3. Luft- und Raumfahrt: Beispielsweise kleine Drohnen, Raumfahrzeuge, Raumstationen und Marsrover.
4. Militär: Beispielsweise Verteidigungssysteme, Raketen, Atomwaffen und Flugzeugbewaffnung.
5. Automobilelektronik: Beispielsweise Armaturenbretter und eingebaute Navigationssysteme.
6. Intelligente Roboter: Verschiedene Arten von KI-Robotern.

Designideen für Starr-Flex-PCBs

Bei der Konstruktion einer Starr-Flex-PCB achten Sie besonders auf folgende Konstruktionsparameter:
1. Berechnen Sie den Biegeradius der PCB entsprechend: Der Biegeradius muss innerhalb eines angemessenen Bereichs liegen, andernfalls kann es zu Schäden kommen.
2. Bestimmen Sie die Anzahl der Biegungen: Klären Sie, ob die PCB statisch (einmalig biegen) oder dynamisch (mehrmals wiederholt biegen) sein wird.
3. Materialauswahl: Für den flexiblen Bereich wird Polyimid empfohlen, für den starren Bereich FR4.
4. Die PTH muss mindestens 0,5 mm vom Biegebereich entfernt sein.
5. Vermeiden Sie 90°-Biegungen, da diese leicht zu Brüchen führen können.
6. Verwenden Sie keine PTH im flexiblen Bereich und bohren Sie keine Löcher im Biegebereich.
7. Vermeiden Sie übermäßig heiße Umgebungen, da dieses Produkt sehr wärmeempfindlich ist.
8. Auswirkungen der Schichtaufbaustruktur auf die Leistung: Achten Sie auf die Ausrichtung der einzelnen Schichten, da dies die Stabilität und Zuverlässigkeit der Starr-Flex-PCB beeinflusst.

Richten Sie sich stets nach den IPC-6013-Standards.

Fertigungsprozess von Rigid-Flex-PCBs

1. Schaltungsentwurf: Ingenieure teilen die Platine gemäß dem IPC 6013-Standard in starre und flexible Bereiche auf und entwerfen die Platine zunächst.
2. Materialauswahl: Für den flexiblen Bereich wird Kapton/Polyimid ausgewählt und für den starren Bereich FR4.
3. Laminierung: Die Laminierung erfolgt bei hohen Temperaturen, jedoch ist auf die Festigkeit zu achten.
4. Bohren und Veredelung: Die gestapelten Platinen werden gebohrt und elektrifiziert.
5. Bauteilbestückung: Das Löten der Bauteile erfolgt über SMT, manuelles Löten und Reflow-Löten.
6. Test und Qualitätsprüfung: Es werden mehrfache Produktinspektionen und Qualitätskontrollen durchgeführt.

Kostenschätzung für Rigid-Flex-PCBs

1. Obwohl teurer als FR4, ist die Montageeffizienz höher.
2. Sobald dieses Produkt eingesetzt wird, sind die Gesamtkosten niedriger.
3. Hochvolumige Produktion kann unsere Durchschnittskosten senken.
4. Um höhere Kosten während der Prototypenerstellung zu vermeiden, sollte im Voraus ein Budget geplant werden.

Die jeweiligen Eigenschaften von flexiblen Leiterplatten und Starr-Flex-Leiterplatten

Flexible Leiterplatten (Flex-PCBs):

• Flexibel und langlebig, nicht leicht beschädigt;
  
• Dünn und leicht, geeignet für Anwendungen mit wenigen Anschlüssen;
  
• Aus Polyimid oder Kapton gefertigt;
  
• Klassifizierungen: 1. Statisch (kann nur einmal gebogen werden) 2. Dynamisch (kann mehrfach gebogen werden)
  

Eigenschaften von Starr-Flex-Leiterplatten:

• Eine Kombination aus starren und flexiblen Leiterplatten;
  
• Sehr widerstandsfähig, biegsam und hochflexibel;
  
• Hauptsächlich in der Medizin-, Militär- und Luftfahrtindustrie verwendet.
  

Unterschiede zwischen FFC und FPC

• FFC: Vollständiger Name: Flexible Flat Cable (Flachbandkabel): Dieser Kabeltyp besitzt keine Schaltung und wird hauptsächlich zum Verbinden von Modulen verwendet.
  
• FPC (Flexible Printed Circuit): Flexible Leiterplatte: Dieser Kabeltyp hat am Ende einen Leiter und enthält Schaltungstechnik. Er weist eine komplexere Struktur auf und wird für hochpräzise, hochdichte Anwendungen verwendet.

Rigid-Flex-PCB-Spezifikation bei LHD TECH

Shen Zhen LHD TECH: Hochwertiger chinesischer Starr-Flex-PCB-Lieferant

Die Auswahl eines hochwertigen Lieferanten ist entscheidend, und wir sind ein zuverlässiger und vertrauenswürdiger Lieferant.
1. Unsere Produkte sind nach ISO9001 und QS9000 zertifiziert, mit strenger Qualitätskontrolle während des gesamten Produktionsprozesses.
2. Sehr erschwinglich. Starr-Flex-PCBs sind teuer, daher bieten wir äußerst wettbewerbsfähige Preise, um Kunden dabei zu helfen, Kosten zu sparen und Gewinne zu steigern.
3. Mit über 23 Jahren Erfahrung in der PCBA-Branche sowie strengen Produktionsstandards und -verfahren garantieren wir zuverlässige und stabile Produktqualität.
4. Unser erfahrenes Technikteam kann bereits zu Beginn verschiedene Designfragen zu Starr-Flex-PCBs klären und somit Sorgen der Kunden minimieren.