Flexible Leiterplatten (PCBs) sind perfekt für die aktuellen elektronischen Anforderungen. Sie sind leicht, können kompakt sein und bieten bei korrektem Design äußerst robuste Lösungen. Flexible Leiterplatten können sich zwar biegen, sie müssen jedoch noch einige spezifische Anforderungen erfüllen, die herkömmliche starre Leiterplatten nicht erfüllen .
Der Designprozess von flexiblen Leiterplatten muss die Anzahl der Schichten, die Anordnung der Merkmale, die Schaltungsarchitektur und die Materialien berücksichtigen. Der Konstrukteur muss auch die Häufigkeit der Durchbiegung des Schaltkreises und das Verfahren zur Bildung der Biegung berücksichtigen, einschließlich der Biegedichtheit und des Grads der Biegung. Der Entwickler kann das volle Potenzial der Technologie nutzen, indem er innerhalb der Anforderungen flexibler Leiterplatten arbeitet. Dazu gehört das Erkennen der besonderen Anforderungen an die flexiblen Leiterplatten und das sorgfältige Definieren der Anwendungs- und Designprioritäten.
Kritische Designfaktoren
Der Abstand der neutralen Biegeachse von der Mitte des Materialstapels der Leiterplatte ist ein kritischer Konstruktionsfaktor. Dieser Abstand muss klein bleiben, um die Kräfte beim Biegen gleichmäßig auf alle Lagen der Leiterplatte zu verteilen.
Das Risiko einer Beschädigung steigt, wenn die Leiterplatte dick ist und mehr gebogen werden muss. Ein geringer Biegewinkel verringert das Risiko, während dünne Leiterplatten beim Biegen einem geringeren Risiko einer Beschädigung ausgesetzt sind. Die Gefahr von Beschädigungen verringert sich, wenn der Biegeradius groß ist.
Die richtige Materialauswahl ist sehr wichtig, um dem Flex Rechnung zu tragen und wie sich diese Kräfte auf andere Schichten im Biegebereich ausbreiten. Die Gefahr von Beschädigungen verringert sich bei Verwendung von Materialien, was eine größere Flexibilität ermöglicht.
Das Vorhandensein von Versteifungen im oder in der Nähe des Biegebereichs erhöht das Risiko eines PCB-Ausfalls. Konstrukteure sollten es vermeiden, Versteifungen und ähnliche Merkmale im oder in der Nähe des Biegebereichs anzubringen, da diese die Leiterplatte anfällig für im Biegebereich erzeugte Kräfte machen. Außerdem können sie die umgebende Schaltkreisstruktur schwächen, wenn sich die Leiterplatte biegt.
Das Platzieren von Diskontinuitäten im Biegebereich erhöht das Risiko einer Beschädigung, wenn die Leiterplatte häufig gebogen wird. Umformtechniken und Leiterführung sind weitere Faktoren, die das Risiko einer Beschädigung beim Leiterplattenbiegen beeinflussen.
Umweltfaktoren
Zu den Umweltfaktoren, die flexible Leiterplatten beeinflussen, gehören Feuchtigkeit, Staub, Gase oder flüssige Chemikalien, statische Elektrizität und Temperatur.
Feuchtigkeitskondensation oder das Vorhandensein von Wasser auf einer Leiterplatte kann zwei benachbarte Leiterbahnen elektrisch kurzschließen und das gesamte Gerät funktionsunfähig machen. In ähnlicher Weise können PCBs, die unter feuchten Bedingungen betrieben werden, zur Bildung von Schimmelpilzen und zum anschließenden Versagen der Schaltung führen.