Flex-PCB-Montage: Ein umfassender Leitfaden für Anfänger

Wissen Sie tDie Magie hinter dem Biegen und Verbiegen elektronischer Geräte ist die Flex-PCB-Montage? Die Flex-PCB-Montage ist ein unschätzbarer Eckpfeiler der Innovation und Effizienz moderner Elektronik.

Stellen Sie sich eine Leiterplatte vor, die sich selbst in die kleinsten Bereiche Ihres Lieblingsgeräts drehen und wenden lässt. Genau das ermöglicht die Flex-PCB-Montage. Sie bringt ein neues Maß an Flexibilität in die Welt der Elektronik. Die Bauteilmontage auf einer Flex-Platine wird als Flex-PCB-Montage bezeichnet. 

       

       

Dieser Blogbeitrag beleuchtet den Kern des Flex-PCB-Montageprozesses. Darüber hinaus diskutieren wir Anwendungen, zukünftige Ergebnisse und neue Trends im Zusammenhang mit Flex-PCBs. Wir begleiten Sie durch die dynamische Landschaft der Flex-PCB-Montage.

  

Was sind Flex-Leiterplattes?

Flex-PCBs, auch FPCs (Flexible Printed Circuits) genannt, sind Leiterplatten, die sich biegen, falten und verdrehen lassen. Sie bestehen aus sehr dünnen und flexiblen Materialien wie Polyimid- oder Polyesterfolie und sind dadurch leichter und dünner als herkömmliche starre Leiterplatten.

Flexible Leiterplatten können in kleinen oder strukturell komplexen Bereichen installiert werden. Sie finden breite Anwendung in Mobiltelefonen, Laptops, Digitalkameras, tragbaren Geräten, medizinischen Instrumenten und der Automobilelektronik. FPCs werden häufig zum Verbinden verschiedener Module und zur Signalübertragung eingesetzt, insbesondere in Bereichen, in denen bewegliche Teile verbunden werden müssen.

Was ist Flex PCB? Montage?

Bei der Flex-PCB-Montage werden elektronische Bauteile auf flexiblen Leiterplatten montiert. Da die Leiterplatte weich ist und nicht wie eine starre Leiterplatte direkt montiert werden kann, muss sie vor der Bauteilplatzierung, dem Löten und der Inspektion zunächst auf einer speziellen Trägerplatte befestigt werden.

Da flexible Leiterplatten anfälliger für Verformungen sind, sind die Anforderungen an die Ausrüstung und die Fähigkeiten des Bedieners höher. Diese Art der Montage eignet sich für elektronische Produkte, die eine hohe Schaltungsdichte und kompakte Größe erfordern.

Über PCBasic

Zeit ist Geld in Ihren Projekten – und PCBasic versteht es. PCGrundlagen ist eine Unternehmen für Leiterplattenbestückung das jedes Mal schnelle, einwandfreie Ergebnisse liefert. Unsere umfassende PCB-Bestückungsdienstleistungen Wir bieten Ihnen bei jedem Schritt kompetente technische Unterstützung und gewährleisten so höchste Qualität bei jedem Board. Als führender Hersteller von Leiterplattenbestückungen, Wir bieten eine Komplettlösung, die Ihre Lieferkette optimiert. Arbeiten Sie mit unseren fortschrittlichen PCB-Prototypenfabrik für schnelle Bearbeitungszeiten und hervorragende Ergebnisse, auf die Sie sich verlassen können.

Die Entwicklung der Flex-PCB-Technologie im Laufe der Jahre

Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erkannten Forscher der aufstrebenden Telefonindustrie, dass für die Herstellung flexibler Stromkreise alternative Leiterschichten erforderlich waren.

Zur gleichen Zeit schlug Thomas Edison in seinen Notizbüchern vor, Leinenpapier mit Zellulosegummi zu beschichten. Er kam auf die Idee, mit Graphitpulver Schaltkreise auf dem Gummi zu zeichnen.

In den späten 1940er Jahren meldeten viele Unternehmen Patente für fotogeätzte Schaltkreise auf einem flexiblen Substrat an.

Flexible Leiterplatten haben seit ihrer Einführung eine lange Entwicklung durchgemacht.

In den letzten zwei Jahrzehnten haben sich flexible Leiterplatten zu einem unverzichtbaren Bestandteil neuer Technologien entwickelt. Heute finden sie Anwendung in der Elektronik, der Medizin, IoT-Geräten und Wearables.

Arten von Flex-Leiterplatten

Auf dem Markt sind verschiedene Arten flexibler Leiterplatten erhältlich. Jede hat ihre Vorteile.

Die häufigsten sind: 

Einseitig

Doppelseitig

Mehrschichtplatten

Einseitige Flex-Leiterplatten eignen sich besser für einfachere Systeme wie LED-Leuchten oder LCD-Module. Sie bieten eine höhere Stabilität als ihre doppelseitigen Gegenstücke und vereinfachen die Montage.

Doppelseitige flexible Leiterplatten (Flex-PCBs) sind flexible gedruckte Schaltungen. Sie bestehen aus zwei leitfähigen Schichten, die durch eine Polyimid-Isolierung getrennt sind. Sie eignen sich für Anwendungen, bei denen beidseitiger Zugriff auf Leiterbahnen erforderlich ist. 

Obwohl doppelseitige Platinen haltbarer als einseitige Flexschaltungen sind, benötigen sie aufgrund der zusätzlichen Schichten mehr Platz.

Hier ist ein detaillierter Vergleich zwischen verschiedenen Arten von Flex-Leiterplatten.

Artikel	Einseitige Flex-Leiterplatte	Doppelseitige Flex-Leiterplatte	Mehrschichtige flexible Leiterplatte
Anzahl der leitfähigen Schichten	1 Schicht Kupfer	2 Lagen Kupfer	3 oder mehr Kupferschichten
Durchkontaktierte Löcher (PTH)	Nicht erforderlich	Erforderlich	Erforderlich
Strukturelle Komplexität	Einfacher	Moderat	Hoch
Flexibilität	Am besten (am flexibelsten)	Moderat	Niedriger (aufgrund mehrerer Schichten)
Kosten	Unterste	Moderat	Höchste
Typische Anwendungen	Einfache Anschlüsse, Folientastaturen, LED-Streifen	Kameramodule, tragbare Geräte	Medizin, Luft- und Raumfahrt, Militär
Schwierigkeiten bei der Herstellung	Niedrig	Medium	Hoch
Signalintegrität	Schlecht (keine Abschirmung oder Differenzialpaare)	Gut (unterstützt differenzielles Design)	Ausgezeichnet (vollständiges Signalmanagement)
Komponentenbelastbarkeit	Niedrig	Medium	Hoch

Vorteile von Flex-PCBs

Die Verwendung von Flex-Leiterplatten bietet viele Vorteile:

• Flexibilität: Flexible Leiterplatten lassen sich biegen, falten und verdrehen und ermöglichen so das Routing im dreidimensionalen Raum. Dies ist ideal für komplexe und kompakte Gerätedesigns.

• Platz- und Gewichtsersparnis: Im Vergleich zu starren Leiterplatten sind flexible Leiterplatten dünner und leichter, was dazu beiträgt, die Gesamtgröße und das Gewicht elektronischer Produkte zu reduzieren.

• Vibrations- und Stoßfestigkeit: Ihre Flexibilität ermöglicht es ihnen, mechanische Belastungen zu absorbieren, was sie in Umgebungen mit starken Vibrationen oder Stößen haltbarer macht.

• Größere Gestaltungsfreiheit: Designer können innovative Konfigurationen erstellen und Elektronik in nicht traditionelle Formen und Räume integrieren.

• Hohe Zuverlässigkeit: Weniger Verbindungen und Lötstellen bedeuten weniger potenzielle Fehlerquellen und verbessern so die Gesamtzuverlässigkeit der Schaltung.

• Geeignet für dynamische Anwendungen: Perfekt für Geräte, die ständig bewegt oder zusammengeklappt werden müssen, wie Klapphandys, Kameramodule und tragbare Geräte.

  

 

Anwendungen of Flex-Leiterplattes

Elektronische Geräte gibt es in den unterschiedlichsten Formen und Größen. Allen gemeinsam ist die Verwendung von starrflexiblen Leiterplatten.

Rigid-Flex-Leiterplatten ermöglichen es Designern, den Platz optimal zu nutzen und einzigartige Formfaktoren zu erreichen. Dadurch können mehr Funktionen auf kleinerem Raum untergebracht werden. Gleichzeitig eignen sie sich aufgrund ihrer überlegenen Wärmeleistung für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt.

Industrieanwendungen: Hier sind die industriellen Anwendungen von Flex-Leiterplatten.

Automotive Electronics

Flex-Leiterplatten sind seit Jahren fester Bestandteil der Automobilelektronik. Sie verleihen Autos und anderen Fahrzeugen mehr Funktionalität. Die Branche steht vor der Herausforderung, intelligentere und effizientere elektronische Systeme für moderne Fahrzeuge zu entwickeln. 

Der Hersteller konnte elektronische Systeme durch den Einbau biegsamer Schaltkreise an die Konturen des Fahrzeugs anpassen. Dieser Ansatz reduzierte das Gesamtgewicht der elektronischen Komponenten und ermöglichte zudem kreativere und platzsparendere Layouts.

Luft-und Raumfahrtindustrie

Auch die Luft- und Raumfahrtbranche ist stark auf flexible Schaltungen angewiesen. Die Herausforderung bestand darin, elektronische Komponenten so zu optimieren, dass sie den harten Bedingungen in der Luft- und Raumfahrt standhalten. Außerdem reduzierte sich dadurch das Gesamtgewicht kritischer Systeme. Dem Unternehmen gelang eine bemerkenswerte Balance zwischen Haltbarkeit und Flexibilität. 

Dies erreichen sie durch die Integration biegsamer Schaltkreise in wichtige Luft- und Raumfahrtelektronik. Navigationssysteme, Kommunikationsgeräte und Bedienfelder profitieren von der Leichtigkeit und Anpassungsfähigkeit flexibler Leiterplatten.

Medizinische Wunder

Im medizinischen Bereich sind flexible Leiterplatten nicht nur Komponenten, sondern lebenswichtige Komponenten. Die Herausforderung bestand darin, fortschrittliche medizinische Geräte zu entwickeln, die Präzision und Flexibilität bieten.

Durch die Integration biegsamer Schaltkreise in das Design medizinischer Geräte gelang dem Hersteller ein Durchbruch in Form und Funktion. Tragbare Gesundheitsmonitore, implantierbare Geräte und Diagnoseinstrumente zeichneten sich nun durch eine bisher undenkbare Flexibilität aus.

Revolution der Unterhaltungselektronik

Flex-Leiterplatten sind die stillen Helden hinter eleganten und innovativen Geräten der Unterhaltungselektronik. Entdecken Sie Fallstudien, die ihre Rolle in Smartphones, Smartwatches und anderen innovativen Gadgets beleuchten. Die Herausforderung bestand darin, fortschrittliche Technologie zu integrieren und gleichzeitig ein schlankes und elegantes Design beizubehalten.

Mit der Einführung der flexiblen Leiterplattenmontage erzielte das Unternehmen einen Durchbruch in Sachen Designflexibilität. Diese biegsamen Schaltkreise ermöglichten komplexe Layouts und fügten sich nahtlos in die schlanken Konturen von Smartphones, Smartwatches und anderen tragbaren Geräten ein.

Der Flex-PCB-Montageprozess

Die Montage flexibler Leiterplatten erfordert aufgrund der flexiblen Materialien besondere Fähigkeiten und Ausrüstung. Bedenken Sie, dass jeder Fehler während der Produktion zu schweren Schäden am Endprodukt führen kann. 

Die Materialwahl hat einen immensen Einfluss auf Leistung und Anwendung. Substrat und Klebstoff flexibler Leiterplatten müssen robust sein. Sie verfügen über eine ausreichende Haftung, da sie wiederholt gebogen und gebeugt werden.

Ein leistungsstarker Flexkleber und ein dynamisches, hochwertiges Flexsubstrat können spannungsbedingte Ausfälle vermeiden. Die Auswahl geeigneter leitfähiger Materialien trägt ebenfalls dazu bei, spannungsbedingte Ermüdung zu vermeiden. Darüber hinaus garantiert es, dass die Stromstärke kontrolliert bleibt.

Nachfolgend finden Sie die Schritte zum Zusammenbau flexibler Leiterplatten.

Material vorbereitung

Zunächst stellt ein Hersteller flexibler Baugruppen die während des gesamten Prozesses verwendeten Komponenten und Materialien zusammen. Er sorgt für einen sauberen und organisierten Arbeitsplatz. 

Zu den Hauptmaterialien gehören:

Flex-Leiterplatte

Lötausrüstung

Elektronische Bauteile

Sicherheitsausrüstung usw.

Backen von Flex-PCBs

Das Verfahren trägt dazu bei, den Feuchtigkeitsgehalt in der Flexplatine zu minimieren. Der Backvorgang kann bei 6 °C bis zu 120 Stunden dauern. Dies hängt jedoch von der Dicke der Flexplatine ab. Schlanke Flexplatinen benötigen weniger Zeit.

Lötpastendruck

Sobald die Flexplatine vollständig getrocknet ist, wird Lötpaste auf die Oberfläche aufgetragen. Ziel ist es, Lötpads auf der Leiterplatte zu erzeugen. Profis verwenden hierfür in der Regel eine Schablone, um die Lötpaste im Siebdruckverfahren aufzutragen.

Siebdruck

Bei diesem Verfahren bringen PCB-Ingenieure Isoliertintenpfade auf der Schaltung an. Dies hilft bei der Identifizierung von Testpunkten, Warnsymbolen und Komponenten.

Komponentenmontage

In diesem Schritt platzieren die Ingenieure alle Komponenten auf der flexiblen Leiterplatte. Im Allgemeinen wird mit oberflächenmontierten Komponenten begonnen.

Lötung

Sobald die Komponenten platziert sind, werden sie sorgfältig verlötet. Kleinere Verbindungen und kalte Lötstellen erfordern dabei besondere Aufmerksamkeit.

 

Endkontrolle

In diesem Schritt untersuchen die Ingenieure die bestückte Leiterplatte auf alle möglichen Defekte. Dabei werden Lötstellen, Bauteilplatzierungen und physische Schäden überprüft.

Testen

Im letzten Schritt prüft der Hersteller der flexiblen Leiterplatte, ob die Platine wie vorgesehen funktioniert. Er prüft auch auf fehlerhafte Verbindungen und Kurzschlüsse.

Neue Trends

Da Mobiltelefonhersteller fortschrittliche Funktionen wie Kameras, Fingerabdrucksensoren, 3D-Sensormodule und mehr hinzufügen, steigt die Nachfrage nach starrflexiblen Leiterplatten. 

Flex-Leiterplatten können Kosten senken, da sie solche Funktionen in kleineren Stückzahlen unterstützen als ihre flexiblen Pendants. Dies ist auf die geringere Anzahl zusätzlicher Steckverbinder/Kabel und die kürzeren Montagezeiten zurückzuführen, was zu Kosteneinsparungen führt.

Neue Materialien revolutionieren die Entwicklung und Herstellung flexibler Leiterplatten. Ein solches Material, Flüssigkristallpolymer (LCP), ermöglicht die Herstellung dünnerer Leiterplatten und ist gleichzeitig widerstandsfähiger gegen Feuchtigkeit und Chemikalien als ihre Vorgänger.

Dies macht LCP zu einer ausgezeichneten Materialwahl für Elektronik, die rauen Umgebungen standhalten muss, wie etwa Pilotendisplays in der Luft- und Raumfahrt oder medizinische Geräte mit begrenztem Platzbedarf.

Fortschrittliche Fertigungstechniken tragen ebenfalls zur Kostensenkung bei der Herstellung flexibler Leiterplatten bei, indem sie die Produktion rationalisieren und die Produktivität steigern. Dies führt zu niedrigeren Stückkosten und einem ausgewogenen Verhältnis von Leistung und Preis-Leistungs-Verhältnis zwischen Substraten und Materialien. Beispielsweise sind Hochleistungsmaterialien zwar teurer, bieten aber eine höhere Haltbarkeit und Miniaturisierungsvorteile.

Zukunftsausblick

Die Leiterplattenindustrie entwickelt sich ständig weiter und schreitet rasant voran. Flexible Leiterplatten können sich an verschiedene Formen und Größen anpassen und Temperaturen standhalten, ohne zu brechen oder zu überhitzen. Die Montage solcher Leiterplatten kann jedoch komplex und zeitaufwändig sein.

Es gibt verschiedene Ansätze, um die Kosten für die Montage flexibler Leiterplatten zu senken. Dazu gehört der Einsatz von Polyimid- und Polyesterfolien, die die Montagekosten senken und gleichzeitig die Qualität des Endprodukts verbessern. Reflow-Löten ist ein weiteres Verfahren, bei dem Komponenten vorgewärmt werden, um das Lot zu schmelzen, und anschließend schrittweise abgekühlt werden, um eine feste Verbindung herzustellen.

In Satellitenanwendungen sind flexible Leiterplatten ideal für die Raumaufteilung und die thermische Leistung. Flexible Leiterplatten ermöglichen einzigartige Formen, die starre Leiterplatten aufgrund ihrer Fähigkeit, Vibrationen und Wärme zu absorbieren, nicht unterstützen. 

In vielen Branchen kommt zunehmend Starrflex-Leiterplatten zum Einsatz. Im Gegensatz zu herkömmlichen starren Leiterplatten lassen sich diese an bestimmten Stellen biegen und verformen. Dies vereinfacht die Montage, da weniger Verbindungselemente und Steckverbinder erforderlich sind.

Flex-PCB-Montageservice von PCBasic

Suchen Sie einen zuverlässigen Flex-PCB-Montageservice? Kontaktieren Sie PC Basic JS Technology. Wir sind einer der führenden Anbieter in China. Hersteller von Leiterplattenbaugruppen mit Kunden weltweit.

PCBasic ist auf die hochpräzise und zuverlässige Montage flexibler Leiterplatten spezialisiert und bietet umfassende Prozesskapazitäten vom Entwurf und der Herstellung bis hin zur Montage. Damit wird den individuellen und hohen Standardanforderungen verschiedener Branchen vollumfänglich entsprochen.

Professionelle Designfähigkeiten

•  Ein technisches Team mit über 10 Jahren Erfahrung im PCB-Design, das mit den komplexen Strukturen und Anwendungsszenarien flexibler PCBs bestens vertraut ist

•  Zusammenarbeit zwischen Industrie und Wissenschaft mit Doktorandenteams mehrerer Universitäten, die in der Lage sind, fortschrittliche Designs und die Integration neuer Materialien zu bewältigen

Flexible Fertigung und schnelle Reaktion

•  Das Werk in Shenzhen konzentriert sich auf die Produktion kleiner Chargen und schneller Umschlagzeiten und ist somit ideal für den vielfältigen Bedarf an flexiblen Leiterplatten.

•  Das Werk in Huizhou unterstützt die Produktion mittlerer bis großer Stückzahlen mit starker skalierbarer Fertigungskapazität

•  Eigenbetriebene Schablonen- und Vorrichtungsfabriken zur flexiblen Erfüllung spezieller Prozessanforderungen für Flex-Leiterplatten

•  Schablonenlieferung in nur 1 Stunde, was Prototyping und Massenproduktion effizient unterstützt

•  Stücklistenimport mit nur einem Klick und sofortiges Angebotssystem, das die Effizienz der Auftragsabwicklung deutlich verbessert

Umfassende Tests und Qualitätssicherung

•  Ausgestattet mit Flying-Probe-Testern, AOI, Röntgen, Funktionstests und anderen Inspektionssystemen für die prozessübergreifende Qualitätskontrolle

•  Verwendet ausschließlich Originalkomponenten und ein intelligentes Komponentenlagersystem, um die Zuverlässigkeit und Konsistenz jeder Leiterplatte zu gewährleisten

Hochrangige Zertifizierungen

•  Zertifiziert nach ISO13485, IATF 16949, ISO9001, ISO14001 und mehr

•  Erfüllt die strengen Qualitätsstandards für Anwendungen in den Bereichen Medizin, Automobil und industrielle Steuerungen in vollem Umfang

Egal ob Sie in der Medizin-, Luft- und Raumfahrt- oder Elektronikbranche tätig sind, wir können Ihre spezifischen Anforderungen erfüllen. 

Kontaktieren Sie jetzt unser Vertriebsteam, um Angebote für die Flex-PCB-Montage zu erhalten.

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Flex-Leiterplatten aufgrund ihrer Vorteile in verschiedenen Anwendungen eine vielversprechende Zukunft haben. Ihre Flexibilität macht sie zu Superhelden der Elektronik, da sie in enge Räume passen und sich biegen lassen, ohne zu brechen. Von der Stromversorgung Ihrer Lieblingsgeräte bis hin zur Unterstützung von Ärzten mit fortschrittlichen medizinischen Geräten – Flex-Leiterplatten verändern unser Leben und unser Erleben von Technologie.

Ihre Rolle in der Luft- und Raumfahrt, der Unterhaltungselektronik und im Gesundheitswesen wird künftig noch weiter wachsen. Sie wollen unser Leben einfacher und unsere Geräte intelligenter machen. 

Denken Sie also daran: Flex-Leiterplatten sind die heimlichen Helden, die alles möglich machen – egal, ob Sie die Wissenschaft dahinter faszinierend finden oder einfach nur Spaß an coolen Gadgets haben. Bleiben Sie neugierig, denn die Welt der Flex-Leiterplattenmontage steckt voller spannender Möglichkeiten!