Vorteile und Nutzen von starrflexiblen Leiterplatten

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Materialien für verlustarme Signalübertragung

Als Standardmaterial für ein- oder doppelseitige flexible Schaltungen wird Polyimid eingesetzt, bei Massenanwendungen auch das preiswertere Polyester (PET; Polyethylennaphthalat) oder PEN (Polyethylenterephthalat). Für Sonderanwendungen stehen LCP (flüssig kristalline Polymere) oder PEEK (Poly Ether Ether Keton) zur Verfügung.

Letzteres zeichnet sich durch geringste Feuchtigkeitsaufnahme, niedrige Ausgasung und höchste thermische Belastbarkeit aus. Dieses Material besetzt die enge Nische einiger Anwendungen in der Raumfahrt (Quelle : Christian Kalkmann, ILFA Akademie, Starrflexible Leiterplatten, 09’2010).

Für den Zusammenbau einer Starrflexiblen Leiterplatte wird flexibles Polyimid-Material mit einem starren Innenlagenlaminat verpresst, das ist in der Regel das altbeliebte FR4. Aber auch starres Polyimid sowie Sondermaterialien von Arlon, Taconic oder Rogers können verarbeitet werden.

Je nach Charakteristik (Elektrolytkupfer oder Walzkupfer) und Ausführung (Coverlay, lokale Verstärkung) ist das flexible Material hochelastisch und für dynamische Biegezyklen >100.000 geeignet. Flexleiterplatten haben wenig Gewicht und sind thermisch bis über 200 °C belastbar.

Das Dielektrikum liegt bei zirka 3,4 und hat zur Folge, dass die Geometrie von Übertragungsleitungen anzupassen ist, wenn diese über den flexiblen Abschnitt einer Leiterplatte geführt werden. Die Haftkraft des Kupfers auf der flexiblen Polyimidfolie ist >1,0 N/mm, die maximale Betriebstemperatur >100 °C. Beide Werte passen zu den vergleichbaren Leistungskenngrößen von FR4. Durch die kombinierte Verarbeitung mit hochfrequenzgeeigneten Materialien gibt es auch Lösungen für Baugruppenkonzepte und elektronische Schaltungen, die eine extrem verlustarme Signalübertragung erfordern.

Die Konstruktion des Lagenaufbaus

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