Platzersparnis, höhere Zuverlässigkeit, geringe Masse und hohe Dehnbarkeit sind einige der Vorteile, die flexible Leiterplatten bieten, aber die Konstrukteure müssen sich auch auf ihre Komplexität vorbereiten.

Flexible Leiterplatten (PCBs) unterscheiden sich in der Entwurfsphase nicht wesentlich von starren Leiterplatten, mit der Ausnahme, dass der Konstrukteur die mit Flex-Schaltungen verbundene mechanische Komplexität berücksichtigen muss   . Zum Beispiel kann eine flexible Leiterplatte reißen, wenn sie während der Installation über ihre Fähigkeit hinaus gebogen wird.

Daher ist es sehr wichtig, ein mechanisches Modell der Leiterplatte zu erstellen und die Passgenauigkeit zu testen, bevor das elektrische Design aufgenommen wird. Dazu gehört auch das Testen der Ergonomie der Installation, eventueller Fehlausrichtungen und der Wartung. Darüber hinaus müssen Entwickler die verschiedenen Arten von Flex-Schaltungen und ihre Funktionsweise verstehen.

Arten von flexiblen Leiterplatten

Je nach Anwendung stehen verschiedene Arten von flexiblen Leiterplatten zur Verfügung, darunter Flex, Starr-Flex und HDI-Flex (High-Density-Interconnect).

Flexible Leiterplatten

Hierbei handelt es sich um flexible Versionen der allgemein erhältlichen starren Leiterplatten mit einzigartigen Funktionen wie z   als Flexibilität und Vibrationsfestigkeit. Die zusätzlichen Funktionen sind mit der üblichen Zuverlässigkeit, Wiederholbarkeit und hohen Dichte verbunden, die bereits von starren Leiterplatten geboten wird. Der Hauptvorteil gegenüber starren Leiterplatten besteht darin, dass flexible Schaltungen dreidimensionale Konfigurationen annehmen können. Eine der häufigsten Anwendungen von flexiblen Leiterplatten ist der Ersatz für Kabelbäume.

Starre-Flex-Leiterplatten

Diese Leiterplatten sind eine Mischung aus Starrheit und Flexibilität, bieten das Beste aus beiden Konstruktionen und fügen einige einzigartige Fähigkeiten hinzu, die beide nicht besitzen. Eine typische Konfiguration mit starrem Flex wäre beispielsweise eine Reihe starrer PCBs, die durch integrierte Flex-Schaltungen miteinander verbunden sind. Durch die Integration starrer Bereiche, die zu den flexiblen Teilen hinzugefügt werden, können Konstrukteure die Entwurfsfähigkeit ihrer Schaltungen erheblich steigern.

Während die starren Bereiche als harte Befestigungspunkte für Chassis, Verbinder und Komponenten hervorragend geeignet sind, bieten die flexiblen Bereiche dynamisches Biegen, Vibrationswiderstandszonen und Flex-to-Fit. Diese Mischung bietet Designern vielfältige Möglichkeiten, um kreative Lösungen für die anspruchsvollsten Anwendungen zu finden.

HDI Flexible Leiterplatten

Platinen mit hoher Dichte und hoher Dichte sind nützlich, wenn die Optionen typischer flexibler Schaltungen nicht ausreichen. HDI-Flex-Schaltungen bieten bessere Design-, Layout- und Konstruktionsoptionen, da sie feine Funktionen wie Micro-Vias enthalten. Zu den Merkmalen gehören eine erhöhte Funktionalität, ein kleinerer Formfaktor und hochdichte Schaltkreise.

Obwohl die HDI-Technologie dünnere Materialien verwendet, bietet sie eine höhere Zuverlässigkeit, eine verbesserte elektrische Leistung und Zugang zu fortschrittlichen IC-Paketen.

Vorteile von Flex-Schaltungen

Als Ersatz für ein Flachbandkabel oder eine diskrete Verdrahtung bieten flexible Schaltungen angepasste, wiederholbare Routingpfade in der gesamten Baugruppe. Flexschaltkreise können aufgrund ihrer höheren Zuverlässigkeit die Serviceanforderungen reduzieren.

Flexplatinen bedecken ihre Leiter mit Polyimid, einer dielektrischen Schicht, die die Schaltung besser schützt als die einfache Lötmaske. Die Hersteller verwenden andere Grund- und Abdeckmaterialien, um ein breiteres Spektrum an Umgebungsbedingungen und rauen Umgebungsbedingungen zu bewältigen.

Obwohl Flexboards sehr dünn sein können, sind sie in der Lage, lange Biegezyklen zu überstehen. Mit geeignetem Designmaterial können sie robust genug gemacht werden, um Millionen von Biegezyklen standzuhalten und dabei Energie und Signal ohne Unterbrechung zu transportieren.

Die geringe Masse und hohe Duktilität von flexiblen Schaltungen ist ein großer Vorteil, wenn hohe Beschleunigungen und / oder Vibrationen auftreten. Die Belastung und die Auswirkungen auf sich selbst und die Lötstellen auf der flexiblen Leiterplatte sind weit geringer als die der Lötstellen und Bauteile auf einer starren Leiterplatte unter den gleichen Arbeitsbedingungen.