Wissen Sie, was eine Starrflex-Leiterplatte ist?
Dieser Beitrag erklärt, was Starrflex-Leiterplatten sind, in welchen Produkten sie eingesetzt werden und welche Eigenschaften sie auszeichnen.
Welche Vorteile bietet die Starrflex-Leiterplatte (Rigid-flex Board)?
Die Starrflex-Leiterplatte (Rigid-flex Board) ist ein innovatives Produkt, das flexible Leiterplatten (FPC) und starre Leiterplatten (PCB) vereint. Entstehung und Weiterentwicklung sind auf das Streben nach niedrigeren Fertigungskosten und höherer Anwendungsleistung zurückzuführen. Die Technologie verbindet die Biegsamkeit flexibler Leiterplatten mit der Stabilität starrer Leiterplatten – durch Pressverfahren und weitere prozessgerechte Schritte werden beide perfekt zusammengeführt. Im Folgenden betrachten wir Definition, Einsatzgebiete und Vorteile der Starrflex-Leiterplatte genauer.
Was ist eine Starrflex-Leiterplatte (Rigid-flex Board)?
Starrflex-Leiterplatten dienen in erster Linie als Ersatz für starre Leiterplatten. Ihr Vorteil liegt in gemeinsam nutzbaren Blind- und Buried-Vias sowie in einer höheren Verdrahtungsdichte. Diese Bauweise vereint die Eigenschaften starrer Leiterplatten mit den Vorzügen flexibler Leiterplatten – leicht, dünn und langlebig. Zwischen zwei starren Leiterplatten wird eine flexible Leiterplatte verpresst; so entsteht eine einzige Leiterplatte, die sogenannte Starrflex-Leiterplatte.
Schematischer Lagenaufbau der Starrflex-Leiterplatte – Verbund mit FPC
EMI-Abschirmung: Klebeband (flach), EMI-Rubber (dreidimensional)
Doppelte EMI-Abschirmwirkung – bei entsprechend höheren Kosten
Schematischer Lagenaufbau der Starrflex-Leiterplatte – Lötstopplack
Ad-SUS zur Breitenreduzierung, Ad-Klebstoff (Fixierung des SUS), SUS erhöht die Steifigkeit der flexiblen Lage
- Herkömmlicher Aufbau: Flexible und starre Leiterplatten werden üblicherweise über Steckverbinder oder ein Heißpress-Lötverfahren (HotBar) verbunden, wobei eine flexible Leiterplatte zwei starre Leiterplatten koppelt.
- Aufbau der Starrflex-Leiterplatte: Hier verläuft die Signalübertragung nach dem Prinzip starr → flexibel → starr. Der Signalweg wird kürzer, die Geschwindigkeit steigt und die Zuverlässigkeit verbessert sich spürbar.
Fertigungsablauf der Starrflex-Leiterplatte (Rigid-flex Board)
Da die Starrflex-Leiterplatte eine Kombination aus FPC und PCB ist, benötigt ihre Fertigung sowohl FPC- als auch PCB-Produktionsanlagen. Zunächst entwerfen Elektronikingenieure Schaltung und Außenkontur entsprechend den Anforderungen. Anschließend gehen die Daten an ein Werk, das Starrflex-Leiterplatten fertigen kann; dort bereiten CAM-Ingenieure die Dateien auf und planen die Fertigung. Die FPC-Linie fertigt die benötigten flexiblen Leiterplatten, die PCB-Linie die starren. Nach Fertigstellung werden FPC und PCB gemäß den Vorgaben der Elektronikingenieure in einer Presse nahtlos verpresst; nach einer Reihe weiterer Detailschritte entsteht die fertige Starrflex-Leiterplatte.
Ein sehr wichtiger Schritt: Da Starrflex-Leiterplatten anspruchsvoll sind und viele Details zu beachten ist, erfolgt vor der Auslieferung in der Regel eine 100-%-Prüfung – auch weil der Warenwert vergleichsweise hoch ist und beide Seiten vor Verlusten geschützt werden sollen.
Schematische Darstellung des Fertigungsablaufs für Starrflex-Leiterplatten
Welche Vorteile bietet der Einsatz einer Starrflex-Leiterplatte (Rigid-flex Board)?
Nach dem Konstruktionsablauf zeigen wir Ihnen nun die Vorteile der Starrflex-Leiterplatte (Rigid-flex Board):
- Beständig gegen hohe Stoß- und Vibrationsbelastung: Die Flexibilität der Starrflex-Leiterplatte nimmt Stöße und Schwingungen auf und eignet sich damit für Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Haltbarkeit.
- Leichtbau und höhere Produktzuverlässigkeit: Die Kombination aus flexibler und starrer Leiterplatte macht Produkte leichter und verkürzt zugleich den Signalweg, was die Zuverlässigkeit der Geräte erhöht.
- Präzise Dichte und Freiheit in der Packungsgeometrie: Flexible Leiterplatten schaffen Gestaltungsfreiheit beim Packaging und bewahren zugleich die Präzision und Reproduzierbarkeit gedruckter Schaltungen.
- Mechanische Stabilität: Die starre Leiterplatte sorgt für Stabilität, die Flexibilität der flexiblen Lage erlaubt eine flexiblere Montage auf engem Raum und reduziert die Zahl der Verbindungsteile.
- Geringere Kosten und Platzersparnis: Gegenüber der herkömmlichen PCB-Verdrahtung senkt der optimierte Prozess der Starrflex-Leiterplatte die Kosten für manuelle Montage und Bestückung und spart zugleich Platz.
- Weitere Vorteile: flexible Designoptionen, hohe Schaltungsdichte, gute Wärmeableitung sowie Beständigkeit gegen Chemikalien, Strahlung und UV-Licht.
Produkte, in denen Starrflex-Leiterplatten (Rigid-flex Board) eingesetzt werden
Starrflex-Leiterplatten werden in zahlreichen Bereichen eingesetzt – insbesondere im Zusammenspiel mit HDI-Technologie und angesichts des Trends zu Hochfrequenzsignalen wird ihr Anwendungsspektrum immer vielfältiger. Herkömmlich werden flexible und starre Leiterplatten über Steckverbinder oder Heißpress-Lötverfahren (HotBar) verbunden, wobei eine flexible Leiterplatte zwei starre Leiterplatten koppelt.
Der Einsatz von Starrflex-Leiterplatten bringt mehrere Vorteile: Er spart Platz auf der Leiterplatte, macht Steckverbinder oder Heißpresslöten überflüssig und vereinfacht die Produktmontage. Zwar sind Starrflex-Leiterplatten teurer, dafür aber äußerst vielseitig, bedarfsgerecht anpassbar und für Highspeed-Designs geeignet – in industriellen Anwendungen sind sie deshalb besonders beliebt. Neben militärischen Anwendungen kommen sie dank ihres geringen Gewichts auch in der Luftfahrt und in Medizingeräten breit zum Einsatz.
Nachfolgend einige aktuelle Produktbeispiele für Starrflex-Leiterplatten:
- Mobiltelefone
- Notebooks
- Computertomographen
- Smarte Wearables
- Gleichrichter
- ABS-Sensoren
- Digitalkameras
- Computerserver
- USB- und Ethernet-Schnittstellen
- Barcodescanner
C.C.P. bietet Ihnen Starrflex-Leiterplatten (Rigid-Flex Board) und weitere Technologien – Leiterplatten für kommerzielle Anwendungen, für Anwendungen mit hoher Zuverlässigkeit oder nach militärischen Spezifikationen. Für die Produktqualität bürgen unsere Zertifizierungen nach ISO 9001, ISO 13485, ISO 14001, ISO/TS 16949 und QC 080000.
Für weitere Informationen nehmen Sie gerne direkt Kontakt mit uns auf.
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