Was ist eine flexible Leiterplatte?
FPCs sind flexible Leiterplatten. Sie zeichnen sich durch ihre Papierdünne und Weichheit aus. Da sie leichter, kleiner und wirtschaftlicher sind als normale Substrate, haben sie in den letzten Jahren weite Verbreitung gefunden.
Flexible Leiterplatten (FPC) werden auch als flexible Substrate bezeichnet, ein Akronym für Flexible Printed Circuits.
Anwendungen von flexiblen Leiterplatten
Flexible Leiterplatten werden häufig in Elektrogeräten und Konsumgütern verwendet. Eine typische Anwendung sind Smartphones. Flexible Leiterplatten werden fast immer in den Steuerplatinen von Smartphones verwendet. Aufgrund ihrer geringen Größe und ihres geringen Gewichts sind sie für Produkte, die täglich getragen werden, sehr nützlich.
In Haushaltsgeräten werden sie in LCD-Fernsehern verwendet. Sie sind wirtschaftlich vorteilhaft, da elektronische Steuerplatinen kleiner gebaut werden können. Weitere Produkte sind Tastaturen und Drucker, für die es ein breites Spektrum an Verwendungsmöglichkeiten gibt. Weitere Anwendungen sind in der Schwerindustrie zu finden. In den letzten Jahren sind sie auch zu einem unverzichtbaren Bauteil in der Raumfahrt und in der Luftfahrtindustrie geworden.
Funktionsweise von flexiblen Leiterplatten
Die Funktionsweise einer Flexiblen Leiterplatte ist im Grunde dieselbe wie die einer gedruckten Leiterplatte, wobei der größte Unterschied darin besteht, dass das Basismaterial eine Folie ist. Die Schaltungen werden auf eine isolierende Polyimid- oder Polyesterfolie gedruckt, wobei die Verdrahtung aus Kupfer oder einem anderen Metall besteht. Der Film und die Kupferfolie sind beide etwa 12 µm bis 50 µm dick, so dass sie recht dünn bleiben können, wenn sie zusammenlaminiert werden.
Flexible Leiterplatten werden auf folgende Weise hergestellt:
- Eine dünne Kupferfolie wird mit einem Klebstoff, z. B. Epoxidharz, auf eine Basisfolie aufgebracht.
- Dieses Basismaterial wird zum Ätzen mit einem Trockenfilm beschichtet.
- Durch Bestrahlung mit UV-Licht wird der Schaltplan auf die Trockenfolie übertragen.
- Der gewünschte Teil des Schaltplans verbleibt auf der Trockenfolie, die, wenn sie geätzt wird, das Schaltbild auf der Kupferfolie vervollständigt.
- Die trockene Folie wird abgezogen und eine Isolierschicht für die Beschichtung auf die gesamte Oberfläche aufgebracht.
Auf diese Weise entstehen leichte, stabile flexible Leiterplatten, die entweder einseitig oder doppelseitig bedruckt werden können. Doppelseitige Leiterplatten sind zwar weniger haltbar als einseitige, haben aber den Vorteil, dass das Design dichter sein kann. Bei doppelseitigen flexiblen Leiterplatten wird das Verfahren für einseitige Leiterplatten wiederholt, um sie herzustellen.
In den letzten Jahren wurden auch flexible Leiterplatten mit starrer Struktur und mehrschichtige FPC-Substrate entwickelt, bei denen ein starres Substrat zwischen den Leiterplatten eingefügt ist. Als Basismaterial ist Polyimid hitzebeständiger und haltbarer als Polyester.
Weitere Informationen zu flexiblen Leiterplatten
1. Merkmale von flexiblen Leiterplatten
Flexible Leiterplatten haben drei Hauptmerkmale: Sie sind hochflexibel, leicht und teuer.
- Hohe Flexibilität
Als Material für flexible Leiterplatten werden Kunststofffolien wie Polyimid verwendet. Kunststofffolien sind flexibel und biegsam und werden in beweglichen Teilen von elektronischen Geräten verwendet. - Geringes Gewicht
Das für flexible Leiterplatten verwendete Material ist Kunststoff, was sie leicht macht. Dies ist eine Notwendigkeit in der Raum- und Luftfahrtindustrie, wo strenge Gewichtsbeschränkungen gelten. - Teuer
Flexible Leiterplatten sind in der Regel teurer als starre Leiterplatten, bei denen es sich um normale Leiterplatten handelt.
2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Verwendung von flexiblen Leiterplatten
Bei der Verwendung von flexiblen Leiterplatten gibt es vor allem zwei Punkte zu beachten:
- Unterschiede in der Biegefestigkeit
Flexible Leiterplatten zeichnen sich durch ihre hohe Flexibilität aus, aber ihre Biegefestigkeit ist von Hersteller zu Hersteller und von Produkt zu Produkt unterschiedlich; bei der Verwendung von flexiblen Leiterplatten muss unbedingt ihre Biegefestigkeit geprüft werden. - Mechanische Schwäche
Flexible Leiterplatten sind leichte und dünne Folien und daher mechanisch schwach. Bei der Montage von Bauteilen muss eine Platte, die so genannte Verstärkungsplatte, unter den elektronischen Bauteilen angebracht werden.
Flexible Leiterplatten müssen unter Berücksichtigung der oben genannten Punkte verwendet werden.
3. Anstieg der Größe des Marktes für flexible Leiterplatten
Laut einer Studie von Credence Resarch wächst der globale Markt für Flexible Leiterplatten von Jahr zu Jahr: Es wird erwartet, dass er zwischen 2018 und 2027 mit einer CAGR von 10,6 % wächst, und die globale Marktgröße für flexible Elektronik wird bis 2027 voraussichtlich auf etwa 4,5 Milliarden USD ansteigen.
Der wachsende Markt steht im Zusammenhang mit der steigenden Nachfrage nach flexiblen Leiterplatten in der Automobil-, Unterhaltungselektronik- und Luftfahrtindustrie.