Inleiding tot flexibele printplaten (FPC)

1. Inleiding tot flexibele printplaten (FPC)

Een printplaat gemaakt van flexibele substraten heeft de voordelen van een klein formaat, lichtgewicht, 3D-montagemogelijkheden en dynamische buigzaamheid.

2. Basismaterialen

2.1 Koperlaminaat

Bestaat uit koperfolie + lijm + substraat. Er is ook een lijmvrij substraat, dat alleen uit koperfolie + substraat bestaat. Dit type is duurder en wordt momenteel minder vaak gebruikt, tenzij er speciale eisen zijn.

2.1.1 Koperfolie
Koperfolie wordt in twee typen ingedeeld: gewalst gegloeid koperfolie (RA-koperfolie) en elektrolytisch neergeslagen koperfolie (ED-koperfolie). Qua eigenschappen heeft RA-koper betere mechanische eigenschappen en geniet het over het algemeen de voorkeur voor toepassingen die flexibiliteit vereisen.

De dikte van koperfolie is onderverdeeld in drie standaardspecificaties:

 . 1/2oz (0,7mil)
 . 1oz
 . 2oz
   De meeste toepassingen gebruiken 1oz koperfolie.

Omrekeningsreferentie voor ounces (oz)

 . Gewichtseenheid: 1oz = 28,35g
 . 1 ounce = 16 drams
 . 16 ounces = 1 pound (lb)

Verschillende soorten ounces

 . Troy Ounce (oz.tr / oz.t): Wordt gebruikt voor het meten van edelmetalen zoals goud en zilver. 1 oz = 31,1035g, 12 oz = 1 lb.
 . Apothecary Ounce (ap oz): Wordt gebruikt in de farmacie. 1 oz = 31,1030g.
 . Fluid Ounce (fl oz): Wordt gebruikt voor vloeistofmetingen.
    . 1 UK fluid ounce = 28,41 ml
    . 1 US fluid ounce = 29,57 ml

2.1.2 Substraat

Substraatmaterialen zijn onderverdeeld in twee typen:

 . PI (polyimide) film: Duurder maar heeft betere vlamwerendheid.
 . PET (polyester) film: Goedkoper maar niet hittebestendig.

Voor toepassingen die solderen vereisen, wordt gewoonlijk PI-materiaal gebruikt. Standaard dikte-opties zijn 1mil en 2mil.

2.1.3 Lijm

Er zijn twee veelvoorkomende soorten lijm:

Acryllijm
Epoxylijm (meest gebruikt)
De lijmdikte varieert van 0,4mil tot 1mil, waarbij 1mil het meest wordt gebruikt.

2.2 Coverlay

De coverlay bestaat uit een substraat + lijm. Het substraat is ingedeeld in PI en PET, overeenkomstig het materiaal van het koperlaminaat. Het lijmtype van de coverlay is hetzelfde als dat van het koperlaminaat. De dikte van de coverlay varieert van 0,5mil tot 1,4mil.

2.3 Stiffener

Een stiffener is een rigide materiaal dat op specifieke plaatsen van de flexibele printplaat wordt aangebracht om bepaalde gebieden te versterken, bijvoorbeeld voor het solderen van componenten of voor structurele ondersteuning.
2.3.1 Stiffener-materialen
PI- en PET-stiffeners
FR-4 (epoxy-gebaseerd materiaal)

Overzicht FR-4-materiaal

De term FR-4 wordt gewoonlijk uitgesproken als "FR-4", maar de formele aanduiding in schriftelijke documenten is FR-4.

FR-4 verwijst naar een vlamvertragende materiaalklasse, wat betekent dat het harsmateriaal zelfdovend moet zijn bij blootstelling aan vlam. Het is geen specifiek materiaal maar een classificatiestandaard.

Momenteel zijn er veel soorten FR-4-materialen die worden gebruikt in printplaten (PCB's), maar de meeste bestaan uit tetra-functioneel epoxyhars gecombineerd met vulstoffen en glasvezel om een composietmateriaal te creëren.

Veelvoorkomende benamingen voor FR-4-epoxyglasdoeklaminaat:

FR-4-epoxyglasdoek, isolatieplaat, epoxyplaat, epoxyharsplaat, gebromeerde epoxyharsplaat, FR-4-glasvezelplaat, FR-4-stiffener, FPC-stiffener, flexibele circuit-stiffener, FR-4-epoxyharsplaat, vlamvertragende isolatieplaat, laminaatplaat, PCB-boormalplaat en vele andere.

Technische kenmerken en toepassingen:

FR-4 wordt veel gebruikt in hoogwaardige elektronische isolatietoepassingen, zoals:

 . FPC-stiffener
 . PCB-boormalplaat
 . Glasvezelafstandhouders
 . Potentiometer-koolstoflaag bedrukte glasvezelplaten
 . Precisie planetaire tandwielen (voor wafer-slijpen)
 . Precisie testplaten
 . Elektrische en elektronische isolatiecomponenten (bijv. transformator-isolatieplaten, motor-isolatieonderdelen, isolerende afstandhouders en slijptandwielen)

FR-4-epoxyglasdoeklaminaat is verkrijgbaar in verschillende kleuren:

 . Geel FR-4
 . Wit FR-4
 . Zwart FR-4
 . Blauw FR-4

FR-4 is het meest gebruikte basismateriaal in PCB's.

Classificatie van PCB-substraatmaterialen

PCB-substraatmaterialen worden ingedeeld op basis van hun versterkingsmaterialen:

 1. FR-4: Glasdoek-gebaseerd substraat
 2. FR-1, FR-2: Papier-gebaseerd substraat
 3. CEM-serie: Composietsubstraat
 4. Speciaal materiaalsubstraat: Omvat keramische en metaal-gebaseerde materialen

FR-4 wordt geproduceerd door speciaal elektronisch glasdoek te impregneren met epoxyfenolhars en vervolgens te onderwerpen aan hoge temperatuur en hoge druk laminering.