Einführung in flexible gedruckte Schaltungen (FPC)
1. Einführung in flexible gedruckte Schaltungen (FPC)
Eine Leiterplatte aus flexiblen Substraten bietet die Vorteile geringer Größe, geringen Gewichts, 3D-Montagefähigkeit und dynamischer Biegsamkeit.
2. Grundmaterialien
2.1 Kupferkaschiertes Laminat
Besteht aus Kupferfolie + Klebstoff + Substrat. Es gibt auch ein klebstofffreies Substrat, das nur aus Kupferfolie + Substrat besteht. Dieser Typ ist teurer und wird derzeit seltener verwendet, es sei denn, es liegen besondere Anforderungen vor.
2.1.1 Kupferfolie
Kupferfolie wird in zwei Typen unterteilt: gewalzte und geglühte Kupferfolie (RA-Kupferfolie) und elektrolytisch abgeschiedene Kupferfolie (ED-Kupferfolie). Hinsichtlich der Eigenschaften hat RA-Kupfer bessere mechanische Eigenschaften und wird im Allgemeinen für Anwendungen bevorzugt, die Flexibilität erfordern.
Die Dicke der Kupferfolie wird in drei Standardspezifikationen unterteilt:
. 1/2oz (0,7mil)
. 1oz
. 2oz
Die meisten Anwendungen verwenden 1oz Kupferfolie.
Umrechnungsreferenz für Unzen (oz)
. Gewichtseinheit: 1oz = 28,35g
. 1 Unze = 16 Dram
. 16 Unzen = 1 Pfund (lb)
Verschiedene Arten von Unzen
. Troy-Unze (oz.tr / oz.t): Wird zur Messung von Edelmetallen wie Gold und Silber verwendet. 1 oz = 31,1035g, 12 oz = 1 lb.
. Apotheker-Unze (ap oz): Wird in der Pharmazie verwendet. 1 oz = 31,1030g.
. Flüssigunze (fl oz): Wird für Flüssigkeitsmessungen verwendet.
. 1 UK Flüssigunze = 28,41 ml
. 1 US Flüssigunze = 29,57 ml
2.1.2 Substrat
Substratmaterialien werden in zwei Typen unterteilt:
. PI (Polyimid)-Folie: Teurer, aber mit besserer Flammbeständigkeit.
. PET (Polyester)-Folie: Günstiger, aber nicht hitzebeständig.
Für Anwendungen, die Löten erfordern, wird üblicherweise PI-Material verwendet. Standarddickenoptionen umfassen 1mil und 2mil.
2.1.3 Klebstoff
Es gibt zwei gängige Klebstofftypen:
Acrylklebstoff
Epoxidklebstoff (am häufigsten verwendet)
Die Klebstoffdicke reicht von 0,4mil bis 1mil, wobei 1mil am häufigsten verwendet wird.
2.2 Decklage
Die Decklage besteht aus einem Substrat + Klebstoff. Das Substrat wird in PI und PET unterteilt und entspricht dem Material des kupferkaschierten Substrats. Der Klebstofftyp der Decklage ist derselbe wie der des kupferkaschierten Substrats. Die Dicke der Decklage reicht von 0,5mil bis 1,4mil.
2.3 Verstärkung
Eine Verstärkung ist ein starres Material, das an bestimmten Stellen der flexiblen Leiterplatte hinzugefügt wird, um bestimmte Bereiche zu verstärken, beispielsweise für das Löten von Komponenten oder zur strukturellen Unterstützung.
2.3.1 Verstärkungsmaterialien
PI- und PET-Verstärkungen
FR-4 (Epoxid-basiertes Material)
Überblick über FR-4-Material
Der Begriff FR-4 wird umgangssprachlich als "FR-4" ausgesprochen, aber seine formale Bezeichnung in schriftlichen Dokumenten ist FR-4.
FR-4 bezieht sich auf eine flammhemmende Materialklasse, was bedeutet, dass das Harzmaterial in der Lage sein muss, sich bei Flammeneinwirkung selbst zu löschen. Es ist kein spezifisches Material, sondern ein Klassifizierungsstandard.
Derzeit gibt es viele Arten von FR-4-Materialien, die in Leiterplatten (PCBs) verwendet werden, aber die meisten bestehen aus Tetra-Funktion-Epoxidharz in Kombination mit Füllstoffen und Glasfaser, um ein Verbundmaterial herzustellen.
Gängige Bezeichnungen für FR-4-Epoxid-Glasgewebe-Laminate:
FR-4-Epoxid-Glasgewebe, Isolierplatte, Epoxidplatte, Epoxidharzplatte, bromierte Epoxidharzplatte, FR-4-Glasfaserplatte, FR-4-Verstärkung, FPC-Verstärkung, Verstärkung für flexible Schaltungen, FR-4-Epoxidharzplatte, flammhemmende Isolierplatte, Laminatplatte, PCB-Bohrpad und viele andere.
Technische Merkmale und Anwendungen:
FR-4 wird häufig in Hochleistungs-Elektroisolationsanwendungen eingesetzt, wie zum Beispiel:
. FPC-Verstärkung
. PCB-Bohrpad
. Glasfaser-Abstandshalter
. Potentiometer-Kohlefilm-bedruckte Glasfaserplatten
. Präzisionsplanetengetriebe (zum Wafer-Schleifen)
. Präzisionstestplatten
. Elektrische und elektronische Isolierkomponenten (z. B. Transformator-Isolierplatten, Motor-Isolierteile, Isolierabstandshalter und Schleifgetriebe)
FR-4-Epoxid-Glasgewebe-Laminate sind in verschiedenen Farben erhältlich:
. Gelbes FR-4
. Weißes FR-4
. Schwarzes FR-4
. Blaues FR-4
FR-4 ist das am häufigsten verwendete Basismaterial in PCBs.
Klassifizierung von PCB-Substratmaterialien
PCB-Substratmaterialien werden nach ihren Verstärkungsmaterialien kategorisiert:
1. FR-4: Glasgewebe-basiertes Substrat
2. FR-1, FR-2: Papier-basiertes Substrat
3. CEM-Serie: Verbundsubstrat
4. Spezialmaterial-Substrat: Umfasst keramikbasierte und metallbasierte Materialien
FR-4 wird hergestellt, indem spezielles elektronisches Glasgewebe mit Epoxid-Phenolharz imprägniert und dann einer Hochtemperatur- und Hochdrucklaminierung unterzogen wird.