Flexible Leiterplatten in der Luftfahrt Teknoflex konzipiert für die Luftfahrt optimierte flexible Leiterplatten-Typen

Das von Haus aus leichtere Gewicht und der geringe Platzbedarf durch das kleinere Volumen prädestiniert flexible Leiterplatten als Verbindungselemente und Verdrahtungsträger in der Luftfahrt. Der britische Leiterplattenspezialist fertigt Flex-Leiterplatten für die Luftfahrt mit weiteren Eigenschaften wie Hochstromfähigkeit, hohe Vibrationsfestigkeit oder Beständigkeit bei extremen Temperaturschwankungen.

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Teknoflex Ltd

In den letzten Jahren sind 3D-Flexschaltungen in Industrieanwendungen vorgedrungen. Dabei hat sich die Funktionalität der Flex-Leiterplatten stetig erhöht und der Platzbedarf verkleinert. Mit ihrem geringen Gewicht und der Platzersparnis sind Flex-Leiterplatten inzwischen auch aus der Luftfahrt nicht mehr wegzudenken.

In Ihrer einfachsten Form, bietet eine flexible Leiterplatte eine Punkt-zu Punkt Verbindung in mehr als einer Ebene. In Kombination mit einem starren Schaltungsträger ersetzten starr-flexible-Leiterpaltten u.U. gleich mehrere Leiterplatten, Kabel, Drähte, Steckbrücken und Steckverbinder. Ein Kabelbaum kann dagegen hier nicht mithalten.

Flexible Leiterplatten können in der Form einseitig, doppelseitig oder mehrschichtig gegliedert sein und ggf. eine Verstärkung aufweisen, um einen stabilen Träger für die Bauteile zu bieten. Elektronikentwicklern bieten flexible Leiterplatten mehr Designmöglichkeiten und kreativen Spielraum bei der Gestaltung von Verbindungslösungen. Aufgrund ihrer besonderen Eigenschaften und geringeren Gesamtdicke eignen sie sich sowohl für statische (Einmalbiegung), als auch dynamische Applikationen machen (Biegungspunkte im Flexleiter erfordern gewisse Bewegungen).

Teknoflex: 50 Jahre Erfahrung mit flexiblen Leiterplatten

Mit mehr als 50 Jahren Erfahrung in Konstruktion, Fertigung und Montage von flexiblen Leiterplatten, hat sich der britische Leiterplattenspezialist Teknoflex in einer beachtlichen Bandbreite mit technologischem Potenzial entwickelt. Das Unternehmen genießt einen sehr guten Ruf als größter Zulieferer flexibler, starrflexibler (mehrschichtiger) Leiterplatten und Komponenten.

Teknoflex liefert alle Arten von flexiblen Leiterplattentechnologien für viele Zulieferer der Luftfahrtindustrie, darunter Datenaufzeichnungsgeräte, Fahrwerke, Navigationssysteme, Motor- und Kraftstoffkontrollen für Flugzeugsysteme, Flugdeckinstrumente, Tragflächenkontrollsysteme oder Unterhaltungselektronik in Flugzeugsysteme.

Das Technologiespektrum der flexiblen Schaltungen von Teknoflex reicht von Sculptured Flex-Schaltungen über Starrflex-Multilayer bis zu PinFlex-Leiterplatten. Jeder dieser unterschiedlichen Flextypen hat eigene Vorteile, die für die Luftfahrt interessant sind.

Für die Sculptured-Flex-Leiterplatten werden beispielsweise mit unterschiedlichen Leiterstärken angeboten. Diese sind in der Lage, hohe Ströme zu leiten. Sie sind robust und ermöglichen die Herstellung nicht gestützter Finger.

Pin Flex: Erhöht Vibrationsfestigkeit und verringert Profilverbindungen zu starren Leiterplatten

Die Ausführung Pin Flex punktet dagegen mit hoher Vibrationsfestigkeit und einem flachen Anschlusssystem an starren Leiterplatten. Wo verbesserte thermische Stabilität für 3D-Verbindungen in der Luft-und Raumfahrt erforderlich sind, kommt zunehmend die Variante Regal Flex in Betracht.

Regal Flex ist eine fortgeschrittene Starrflexible Mehrlagenschaltung und bietet eine verbesserte Zuverlässigkeit, Leistung und Anpassungsfähigkeit als Verbindungslösung an. Es ermöglicht die Entwicklung und Herstellung einer hohen Anzahl von Schichtlagen.

Teknoflex‘ Regal Flex gleicht einer Starrflex-Leiterplatte, ist aber anders im Lagenaufbau. An erster Stelle nutzt es sehr spezifische Epoxid/Glas-Prepregs, welche die Flex-Leiterplatte thermisch stabil zu machen. Auf diese Weise werden Rissbildungen im Lauf der Durchkontaktierungen bei extremen Temperaturschwankungen verhindert.

Regal Flex: Thermisch stabile Leiterplatte für extreme Temperaturschwankungen

An zweiter Stelle gibt es die flexiblen Substrate, die in der Regel aus Polyimiden bestehen. Das Polyimd wird allerdings nicht durch die gesamte Leiterplatte geführt, sondern nur an den erforderlichen flexiblen Stellen. Dadurch wird sichergestellt, dass nur der untere thermische Ausdehnungskoeffizient der Materialien im starren Bereich ist. Somit reduziert sich das Risiko von Rissbildungen mehrlagiger Flexschaltungen.

Vorteil: Diese Konstruktion erzielt die gleichen Eigenschaften einer Flexleiterplatte wie z.B. Gewichtsreduzierung, geringes Volumen und niedrige Kosten. Regal Flex bietet sich auch für thermisch stabile Flex-Leiterplatten mit hoher Dichte an. Dies ist hauptsächlich in der Luftfahrtindustrie wie z.B. in Flugzeugen relevant, wo Bauteile drastische Temperaturen im Minusbereich der Erdtroposhäre bis hin zu mittleren Temperaturen der Erdoberfläche aushalten müssen.

Auftrag: Flexibilität designen

Mit seiner langjährigen Erfahrung bei Flexleiterplatten kann Teknoflex Entwickler professionell bei der Konzeption und Realisierung unterstützen. Diese Ideologie sollte beim Projektstart bedacht und als Schlüsselkomponente für Anwender, die eine flexible Leiterplatte als Verbindungslösung nutzen möchten, betrachtet werden.

DFM (Design for Manufacturing) sollte für alle Designer in der Luftfahrtindustrie als Wegweiser gelten. da es wie das Design selbst mehrere Verzweigungen für Hersteller in der gesamten Lieferkette beinhaltet und bei Gefahr übersehen werden kann, wenn ein neues Design zum Tragen kommt. Daher ist die Bedeutung von Kommunikation und Transparenz zwischen den Organisationen unerlässlich, um Zuverlässigkeit und Qualität zu gewährleisten.

Die Firma Teknoflex wurde 2009 erfolgreich für die Luft-und Raumfahrt AS9100 akkreditiert. Hierbei spielt das Qualitätsmanagementsystem eine wesentliche Rolle bei der Verringerung von Risiken. Mit Werkzeugen wie OTIF (On Time in Full) und NRFT (Not Right First Time), die als Kernindikatoren dienen, werden Daten zusammengestellt und analysiert.

Ziel: Kommunikation verbessern

Um die Kommunikation zwischen Anwendern und ihren Zulieferern zu verbessern, veranstaltet Teknoflex jährlich ein Designer-Forum. Gemeinsam mit den Elektronikdesignern aus der Luftfahrt-und Verteidigungsindustrie wird eine Vielzahl von Designprinzipien diskutiert. Das Ziel ist ein besseres Verständnis zwischen den Organisationen herbeizuführen und Partnerschaften für diese proaktive Technik zu etablieren. Dann das bessere Verständnis für die Technologie hat dazu geführt, das flexible Leiterplatten in der Luftfahrt akzeptiert und heute weit verbreitet sind.

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*Keith Netting ist Technischer Direktor, Simon Larbey ist Marketing Manager beim britischen Leiterplattenhersteller Teknoflex.

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