Starrflexible Leiterplatten bieten das Beste aus beiden Welten: die strukturelle Integrität starrer Leiterplatten und die räumliche Flexibilität flexibler Schaltungen. Allerdings sind sie auch am komplexesten in der Herstellung.
Unter HanSphere, Viele Konstruktionen versagen aufgrund von “mechanischer Ermüdung” oder “Rissbildung” an den Übergangszonen. Dieser Leitfaden konzentriert sich auf die Entwurf für die Fertigung (DFM) Regeln, die sicherstellen, dass Ihr Rigid-Flex-Projekt auf Anhieb erfolgreich ist.
1. Die Goldene Regel: Der Biegeradius
Der häufigste Fehler bei starr-flexiblen Konstruktionen ist die Überbeanspruchung des flexiblen Substrats.
- Einseitiger Flex: Der Biegeradius sollte mindestens 6x die Biegedicke.
- Doppelseitiger Flex: Der Biegeradius sollte mindestens 10x die Biegedicke.
- Dynamic Flex (Wiederholbares Biegen): Angestrebt werden 20x+ Dicke, um eine Kaltverfestigung des Kupfers und einen eventuellen Bruch zu verhindern.
2. Integrität der Übergangszone
Der Bereich, in dem die starre Platte auf den flexiblen Abschnitt trifft, ist ein stark beanspruchter Punkt.
- Vermeiden Sie Vias in den Übergängen: Platzieren Sie niemals Durchkontaktierungen oder Bauteilpads innerhalb 50mil (1,27mm) der Schnittstelle zwischen starr und flexibel.
- Entlastungsfilets belasten: Verwenden Sie an den Übergängen abgerundete Hohlkehlen“, um die mechanische Belastung zu verteilen.
- Klebstoffabdeckung: Stellen Sie sicher, dass die Deckschicht den starren Abschnitt um mindestens 30 Millionen um Schälen zu verhindern.
3. Erweiterte Routing-Strategien
Flex-Schaltungen erfordern eine andere Routing-Philosophie als FR-4.
- Vermeiden Sie 90-Grad-Ecken: Verwenden Sie abgerundete Spuren oder 45-Grad-Winkel. Scharfe Ecken wirken wie “Spannungskonzentratoren”, an denen Risse entstehen.
- Gestaffelte Spuren: Bei doppelseitigem Flex sollten Sie die Leiterbahnen nicht direkt übereinander legen. Versetzen Sie sie, um den “I-Beam”-Effekt zu verringern, der die Leiterplatte zu steif und anfällig für Risse macht.
- Schraffierte Grundrissebenen: Verwenden Sie anstelle von massiven Kupfertöpfen ein Diamant-Schraffurmuster für Masseflächen im Flexbereich. Dadurch wird die EMI-Abschirmung aufrechterhalten, während die Flexibilität erhalten bleibt.
4. Optimierte Starr-Flex-Stapelung (Beispiel)
Ein standardmäßiger 4-lagiger Starr-Flex-Aufbau sieht in der Regel wie folgt aus:
- Oberste Schicht (starr): Signal / Komponenten
- Interne Schicht 2 (Flex): Masse / Signal (Polyimidkern)
- Interne Schicht 3 (Flex): Leistung / Signal (Polyimidkern)
- Untere Schicht (starr): Signal / Komponenten
HanSphere Factory Tipp: Wir empfehlen dringend die Verwendung von Klebstofflose Grundmaterialien. Sie sind dünner und zuverlässiger für das bleifreie Löten bei hohen Temperaturen als herkömmliche klebstoffbasierte Kerne.
Wie Sie Ihre Dateien für HanSphere vorbereiten
- Definieren Sie die Biegeanforderungen:
Markieren Sie die “Biegelinien” und “Biegebereiche” deutlich auf einer separaten mechanischen Ebene.
- Abdeckungsöffnungen angeben:
Verwenden Sie einen Maßstab von 1:1 für Coverlay-Öffnungen, um eine präzise Ausrichtung der Lötmaske zu gewährleisten.
- Materialbeschreibungen:
Legen Sie die Dicke des Polyimids (PI) und das Gewicht des Kupfers klar fest (z. B. 0,5 Unzen sind für eine bessere Flexibilität vorzuziehen).
- Finale DRC:
Führen Sie eine spezielle Flex-Aware“-DRC-Prüfung durch, wenn Ihre Software (wie Altium) dies unterstützt.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
A: Ja, HanSphere verwendet hochwertiges FR-4 in Kombination mit Polyimid (Kapton) für die flexiblen Schichten, um die thermische Stabilität während der Montage zu gewährleisten.
A: Dies wird in der Regel durch einen zu engen Biegeradius oder durch zu nahe an der Biegelinie platzierte “Abschlusspunkte” (wie Durchkontaktierungen) verursacht.
A: Ja. Wir sind sowohl auf das Rapid Prototyping als auch auf die Massenproduktion spezialisiert. Prüfen Sie unser Starr-Flex Möglichkeiten für spezifische Toleranzdaten.
