3.8.1 Starrflexible Leiterplatte

Allgemeines Artikelanfang

Für Mehrfachbiegungen bietet sich eine starrflexible Leiterplatte an. Sie ist die optimale Lösung, wenn mehrere starre Leiterplatten in unterschiedlichen Einbaulagen und Ausrichtungen elektrisch verbunden werden sollen. Die Starrflex-Leiterplattentechnologie ist bezüglich Layoutmöglichkeiten und Geometrien außerordentlich vielseitig und daher zu einem unverzichtbaren Bestandteil moderner Verbindungstechnik geworden.

Features & Vorteile:

Platz- und Gewichtsreduzierung
Erhöhung der Zuverlässigkeit der Baugruppe durch Minimierung der Systemschnittstellen (Wegfall von Steckverbindern und Lötstellen)
Verbesserung elektrischer und dielektrischer Eigenschaften des Aufbaus (Impedanzanwendungen, Abschirmungen, definierte Verluste)
Kein extra elektrischer Test der einzelnen Komponenten, da nur eine Baugruppe
Kostenersparnis in Bezug auf die komplette Baugruppe (Bestückung, Einbau, Reparatur)

Hinweise zu Materialwahl, Lagenaufbauten, Weiterverarbeitung Artikelanfang

Alle freigegebenen Materialien für eine starrflexible Leiterplatte finden Sie unter 4.4 Basismaterialien | Starrflexible Leiterplatte
Die Aufbaubedingungen, Toleranzen und Anforderungen zu Design, Funktion und Zuverlässigkeit von starrflexiblen Leiterplatten sind in den folgenden Standardisierungen beschrieben: IPC-6013, IPC-2223, IPC-4101
Leiterzüge in den Biegebereichen sollen zur Biegekante senkrecht angeordnet werden und sollten min. 1,0 mm in den starren Bereich übergehen
Im Biegebereich dürfen keine metallisierten Bohrungen und keine Bauelemente platziert werden
Aufgrund der erhöhten Feuchtigkeitsaufnahme durch die verwendeten flexiblen Basismaterialien sollen alle Starrflex-Leiterplatten vor der Bestückung getrocknet werden. Mehr erfahren Sie unter 3.8.7 Starrflexible Leiterplatte | Verarbeitungsempfehlungen

KSG stellt starrflexible Leiterplatten nur für statische Anwendungen her (max. Biegezyklen = 30–100, je nach Technologie).
Die UL-Zulassung für alle Materialkombinationen (mit kleberbehaftetem Basismaterial) liegt vor (MOT = 105 °C/UL 94V-0).

Bei Verwendung von kleberlosem Flexmaterial können folgende, erhöhte Anforderungen erfüllt werden:

Starrflex-Leiterplatte für erhöhte, thermische Beanspruchung − Dauerbetriebstemperaturen bis T = 130 °C
Starrflex-Leiterplatte für erhöhte Biegebelastung − Anzahl der Biegezyklen > 100 (bei gleichbleibenden Biegeradien)
UL-Zulassung mit MOT (Maximum operating temperature) = 130 °C

Unser Technischer Support und unsere Projektingenieure stimmen Material, Lagenaufbau und Layout gerne mit Ihnen ab.

Starrflex Leiterplatte – Typische Aufbauvarianten Artikelanfang

Eine starrflexible Leiterplatte besteht aus starren und flexiblen Bereichen. Die starren, oft mehrlagigen Teile werden durch einen Verbund flexibler Polyimidmaterialien miteinander verbunden. Die Leiterbahnen sind in diesem Verbund eingebettet. Die Polyimidmaterialien bieten höchste Qualität im Biegebereich und können dementsprechend beansprucht werden. Durch Nutzung kleinster Biegeradien können sehr kleine geometrische Figuren realisiert werden.

Asymmetrisch eine Flexlage

Asymmetrisch zwei Flexlagen

Symmetrisch zwei Flexlagen

Technologievergleich – Typische Starrflex-Aufbauvarianten

In dieser Tabelle werden Eigenschaften bzgl. Biegebereich wie, Biegeradien, Biegezyklen, Biegewinkel und sonstige Eigenschaften im Vergleich der drei typischen Aufbauvarianten, asymmetrisch eine Flexlage, asymmetrisch zwei Flexlagen und symmetrisch zwei Flexlagen, bewertet.

Häufige Fragen

Wie hoch ist die Anzahl der Biegezyklen bei Starrflex Leiterplatten?

Bei Starrflex Leiterplatten variiert die Anzahl der Biegezyklen je nach Technologie und sollte 30 bis 100 nicht überschreiten. Für allgemeine Designregeln und spezifische Biegeeigenschaften (als Vergleich) siehe Punkt "Technologievergleich – Typische Starrflex-Aufbauvarianten" unter Abschnitt "3.8.1 Starrflexible Leiterplatte | Allgemeines". Anwendungsrichtlinien und weitere Details zu Biegeradien und Biegebeanspruchung finden sich unter "3.8.7 Starrflexible Leiterplatte | Verarbeitungsempfehlungen".

Inwiefern unterscheiden sich Semiflex- von Starrflex-Leiterplatten?

Semiflex-Leiterplatten sind eine wirtschaftliche Lösung für Anwendungen, die eine begrenzte Flexibilität erfordern. Sie werden aus einem homogenen FR4-Verbund gefertigt und durch gezieltes Abdünnen in spezifischen Bereichen mittels Tiefenfräsung oder durch Verwendung eines dünnen FR4-Laminats flexibilisiert. Diese Konstruktion ist hauptsächlich für den einmaligen Einbau oder wenige Biegezyklen geeignet. Starrflex-Leiterplatten hingegen sind aufgrund ihres heterogenen Aufbaus aus FR4-Material und einem hochflexiblen Polyimid-Laminat deutlich flexibler in Bezug auf Biegeradien und Biegewinkel. Zudem sind sie für Anwendungen mit einer höheren Anzahl an Biegevorgängen als bei Semiflex konzipiert. Für Applikationen, bei denen der flexible Bereich/die flexiblen Bereiche der Leiterplatte kontinuierlichen mechanischen Bewegungen unterliegt/unterliegen, sind jedoch auch Starrflex-Leiterplatten nicht geeignet. Für detailliertere Informationen zu den Spezifikationen und Einsatzbereichen der Semiflex- und Starrflex-Technologien empfehlen wir, jeweils zunächst die Abschnitte "Allgemeines" bei den beiden Leiterplattentechnologien zu konsultieren.

Schlagworte

Starrflex
Biegeradius
Biegezyklen
Polyimid
Deckfolien
Biegewinkel
Design to Cost
Mehrdimensionale Leiterplatten

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