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    Starrflexible Leiterplatten
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    Starrflexible Leiterplatten

    Flexible Leiterplatten sind weit verbreitet und haben sich in der Elektronikindustrie zu einem unverzichtbaren Produkt entwickelt. Sie eignen sich für verschiedene Anwendungen flexibler Leiterplatten, wie z. B. tragbare Geräte, künstliche Organe, medizinische Geräte, RFID-Module usw. Starre flexible Leiterplatten ersetzen starre Leiterplatten. Sie bestehen aus PCB-Material, sind jedoch biegbar. Die Kombination aus starren und flexiblen Leiterplatten wird hauptsächlich für Mobiltelefone und tragbare Produkte verwendet. Sowohl halbflexible als auch starre flexible Leiterplatten bieten robuste Designs mit zusätzlicher Flexibilität beim Bewegen oder Schütteln von Produktkomponenten.


    Starre, flexible Leiterplatten lassen sich biegen, falten oder runden und dann in verschiedene Produkte integrieren. Sie bieten Komfort, Flexibilität und Mobilität für tragbare Geräte. Dazu gehören Erweiterungskarten und Akkus in Laptops oder Desktop-Computern. Semiflexible Leiterplatten können gebogen oder gekrümmt werden, sind aber nicht so flexibel wie starre, flexible Kombinationsleiterplatten. Sie eignen sich außerdem als effektive Lösung für tragbare Geräte, da sie in Bereichen mit hohem Fußgängerverkehr keine starren Verbindungen benötigen, da sie sich biegen lassen, ohne zu brechen oder sich zu lösen. Dieser Blogbeitrag befasst sich mit verschiedenen Anwendungen von starren und semiflexiblen Leiterplatten.

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      Produktdetails

      Produktanwendung

      Gängige Anwendungen von starr-flexiblen Kombinations-PCBs und halbflexiblen PCB-Designs

      Medizinische Bildgebungsgeräte

      Medizinische Anwendungen erfordern eine große Anzahl halbflexibler Leiterplatten. Sie werden in medizinischen Geräten wie Endoskopen und anderen bildgebenden Instrumenten eingesetzt. Ein Endoskop ist ein Schlauch mit einer Lampe an einem und einer Linse am anderen Ende. Führen Sie ihn in den Körper ein, um die innere Struktur zu untersuchen oder Verfahren wie Gewebebiopsien, die Drainage von Flüssigkeitsansammlungen, die Entfernung von Fremdkörpern und die Erweiterung enger Kanäle (wie der Speiseröhre) durchzuführen. Halbflexible Leiterplatten bieten die Vorteile guter elektrischer Leistung und geringer Kosten. Sie lassen sich in die gewünschte Form biegen und eignen sich daher für diese Anwendung.

      Semiflexible Leiterplatten finden auch im medizinischen Bereich Anwendung. Zum Beispiel:
      Schutzplatine für die Injektionsnadelspitze (ETC)
      Leiterplatte zur Temperaturregelung für medizinische Geräte
      Anzeigeplatine für tragbares Blutdruckmessgerät

      Automobilanwendungen

      Halbflexible Leiterplatten (SFPBs) werden in Automobilanwendungen mit hohen Temperaturen und Vibrationen eingesetzt. Flexible Schaltungen bieten hervorragende Leistung unter Hochtemperaturbedingungen und stellen sicher, dass Leiterplatten nicht durch mechanische Stöße oder Vibrationen brechen. Sie bestehen aus starrem FR-4-Glas-Epoxidharz und sind beidseitig mit zusätzlichen Kupferfolienschichten laminiert, um den Anforderungen der meisten Anwendungen gerecht zu werden.
      Das Hauptmerkmal halbflexibler Leiterplatten ist ihre Flexibilität, wodurch sie sich sehr gut für Automobilanwendungen mit hohen Temperaturen eignen, wie z. B. digitale Steuereinheiten (DCUs), elektronische Steuermodule (ECM) usw. Diese Platten können Temperaturen bis zu 150 °C standhalten, ohne beschädigt zu werden oder sich zu verformen.

      Luftfahrt

      Mit der steigenden Nachfrage nach Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung hat der Einsatz von starr-flexiblen Kombinationsleiterplatten in der Luft- und Raumfahrt zugenommen. Die Kombination von starren und flexiblen Leiterplatten als Verbindungselemente ist eine effektive Lösung, die Gewicht, Größe und Stromverbrauch reduziert und gleichzeitig die Zuverlässigkeit verbessert.
      Starr-flexible Leiterplatten werden in verschiedenen Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt, beispielsweise in der Avionik, Telekommunikation und militärischen Systemen. In der Avionik dienen starr-flexible Kombinationsleiterplatten als Verbindungselemente zwischen Leiterplatten (PCBs) und anderen Komponenten wie Kabeln, Schaltern oder Displays. Sie tragen dazu bei, die Anzahl der benötigten Steckverbinder auf Leiterplatten zu reduzieren und so das Gewicht des Systems zu verringern. Zudem verbessern sie die Zuverlässigkeit durch die Reduzierung der Anzahl der angeschlossenen Komponenten.

      Tragbare Geräte

      Tragbare Geräte erfreuen sich zunehmender Beliebtheit, wobei Smartwatches und Fitness-Tracker die bekanntesten Beispiele sind. Tragbare Geräte sind in der Regel kleine, batteriebetriebene Geräte, die am Körper getragen werden. Für tragbare Geräte wird eine Kombination aus starren und flexiblen Leiterplatten sowie halbflexiblen Leiterplatten verwendet. Starre und flexible Leiterplatten kommen häufiger bei Smartwatches zum Einsatz, während halbflexible Leiterplatten häufiger bei Fitness-Trackern zum Einsatz kommen. Dies liegt daran, dass starre und flexible Leiterplatten Biegekräften standhalten können, was für Smartwatches wichtig ist, die Stößen beim Aufprall auf Objekte standhalten müssen, während halbflexible Leiterplatten besser für tragbare Geräte geeignet sind, die sich mit dem Körper biegen können müssen.

      Smartphones und Laptops

      Halbflexible Leiterplatten werden typischerweise für Anwendungen eingesetzt, bei denen Leiterplatten gebogen, aber nicht gekrümmt werden müssen. Beispielsweise werden halbflexible Leiterplatten typischerweise für die Anzeige flexibler High-End-Smartphone- und Tablet-Systeme verwendet. Bei diesen Geräten wird eine dünne Schicht halbflexibler Leiterplatte direkt auf die Rückseite des Monitors laminiert. Dadurch kann sich das Display beim Falten oder Biegen biegen, ohne zu brechen. Halbflexible Platten können auch in Situationen eingesetzt werden, in denen keine extreme Flexibilität erforderlich ist. Beispielsweise können sie auf der Rückseite von Geräten mit starren Frontplatten verwendet werden – wie bei vielen Laptops und Monitoren.

      Sportanlagen

      Der Hauptvorteil der Verwendung von starren und flexiblen Leiterplatten in Spielkonsolen besteht darin, dass sie mechanischen Stößen besser standhalten. Dies liegt daran, dass sie weniger Schichten als herkömmliche starre Leiterplatten aufweisen und daher anfälliger für starke äußere Einflüsse wie Stöße oder Stürze sind. Die Schichten der starren und flexiblen Leiterplatte sind zudem biegefester, sodass das Gerät bei Stürzen einem höheren Druck standhält als herkömmliche starre Leiterplatten. Spielkonsolen beispielsweise müssen häufig gebogen werden, und die Kombination aus starren und flexiblen Leiterplatten lässt sich leicht biegen oder falten, ohne während des Gebrauchs zu brechen oder zu reißen.

      Fazit

      Aufgrund ihrer spezifischen Eigenschaften und Merkmale können starre und halbflexible Leiterplatten in vielen Bereichen bessere Ergebnisse erzielen als vergleichbare Leiterplatten. Aufgrund ihrer ähnlichen Funktionen konkurrieren sie stark mit anderen verfügbaren Leiterplatten und bieten Endnutzern kostengünstigere Optionen. Diese Anwendungen sind teilweise verwandt, andere gehören keiner bestimmten Kategorie an. Sie können die Leiterplatte nach Ihren individuellen Anforderungen und Bedürfnissen gestalten. Wenn Sie mehr über kombinierte starr-flexible Leiterplatten erfahren möchten, empfiehlt Borui Circuit unseren umfassenden Leitfaden zu diesem Thema.

      Produktparameter

      Besonderheit

      Technische Spezifikation von AREX

      Anzahl der Schichten

      1 – 12 Lagen, mit 1 – 2 leitfähigen Lagen im Biegebereich.

      Technologie-Highlights

      Das Verfahren nutzt eine kontrollierte Tiefenführung des FR-4, um einen flexiblen/biegbaren Abschnitt innerhalb eines traditionell starren FR-4 zu erhalten. Nur für statische Anwendungen geeignet – Biegungen erfolgen typischerweise nur zur Installation. Eine kostengünstigere Lösung für einige sehr spezielle „Flex-to-Fit“-Anwendungen.

      Biegeleistung

      50 x Biegezyklen von 0° – 90° – 0°

      Biegefunktionen

      5mm Radius / max. Biegewinkel 90°

      Materialien

      Spezialisiertes FR-4 für statische Flex-Anwendungen

      Kupfergewichte (fertig)

      35 μm

      Minimale Spurweite und Lücke

      0,075 mm / 0,075 mm

      Leiterplattendicke

      1,00 mm – 2,00 mm

      Leiterplattendicke im Flexbereich

      0,25 mm ± 0,05 mm

      Maximale Abmessungen

      538 mm x 610 mm

      Verfügbare Oberflächen

      HASL (SnPb), LF HASL (SnNiCu), OSP, ENIG, Chemisch Zinn, Chemisch Silber, Elektrolytgold, Goldfinger

      Minimaler mechanischer Bohrer

      0,20 mm

      Minimale Laserbohrung

      0,10 mm Standard, 0,075 mm erweitert