Flexible Leiterplatten sind biegsame Leiterplatten, die aus verschiedenen Gründen hergestellt werden. Zu ihren Vorteilen gegenüber herkömmlichen Leiterplatten zählen die Reduzierung von Montagefehlern, die höhere Widerstandsfähigkeit in rauen Umgebungen und die Fähigkeit, komplexere elektronische Konfigurationen zu verarbeiten. Diese Leiterplatten werden aus Elektrolytkupferfolie hergestellt, einem Material, das sich in der Elektronik- und Kommunikationsbranche schnell als eines der wichtigsten erweist.

Wie flexible Schaltungen hergestellt werden

Flexible Schaltungen werden in der Elektronik aus verschiedenen Gründen eingesetzt. Wie bereits erwähnt, verringern sie Montagefehler, sind widerstandsfähiger gegenüber Umwelteinflüssen und eignen sich für komplexe Elektronik. Darüber hinaus können sie Arbeitskosten senken, Gewicht und Platzbedarf reduzieren und Verbindungspunkte verringern, was die Stabilität erhöht. Aus all diesen Gründen gehören flexible Schaltungen zu den gefragtesten elektronischen Bauteilen der Branche.

A flexible gedruckte Schaltungbesteht aus drei Hauptkomponenten: Leitern, Klebstoffen und Isolatoren. Je nach Struktur der Flexschaltungen werden diese drei Materialien so angeordnet, dass der Strom in der vom Kunden gewünschten Weise fließt und mit anderen elektronischen Komponenten interagiert. Die gängigsten Klebstoffmaterialien für Flexschaltungen sind Epoxid, Acrylat, Haftklebemassen oder manchmal auch keines. Zu den häufig verwendeten Isolatoren gehören Polyester und Polyamid. Im Moment interessieren uns vor allem die in diesen Schaltungen verwendeten Leiter.

Obwohl auch andere Materialien wie Silber, Kohlenstoff und Aluminium verwendet werden können, ist Kupfer das am häufigsten verwendete Material für Leiter. Kupferfolie gilt als unverzichtbares Material für die Herstellung von flexiblen Schaltungen und wird auf zwei Arten hergestellt: durch Walzglühen oder Elektrolyse.

Wie Kupferfolien hergestellt werden

Gewalzte, geglühte Kupferfoliewird durch Walzen erhitzter Kupferbleche hergestellt, wodurch diese dünner werden und eine glatte Kupferoberfläche entsteht. Bei diesem Verfahren werden die Kupferbleche hohen Temperaturen und Drücken ausgesetzt, wodurch eine glatte Oberfläche entsteht und die Duktilität, Biegsamkeit und Leitfähigkeit verbessert werden.

In der Zwischenzeit,Elektrolytische Kupferfoliel wird durch Elektrolyse hergestellt. Dabei wird mit Schwefelsäure (je nach Herstellerangaben mit weiteren Zusätzen) eine Kupferlösung hergestellt. Anschließend wird die Lösung durch eine Elektrolysezelle geleitet, wodurch Kupferionen abgeschieden werden und auf der Kathodenoberfläche landen. Der Lösung können auch Zusätze zugesetzt werden, die ihre inneren Eigenschaften sowie ihr Aussehen verändern können.

Dieser Galvanisierungsprozess wird fortgesetzt, bis die Kathodentrommel aus der Lösung entfernt wird. Die Trommel bestimmt auch die Dicke der Kupferfolie, da eine schneller rotierende Trommel auch mehr Niederschlag anzieht und die Folie dadurch dicker wird.

Unabhängig von der Methode werden alle mit diesen beiden Verfahren hergestellten Kupferfolien anschließend einer Haftbehandlung, einer Hitzebeständigkeitsbehandlung und einer Stabilitätsbehandlung (Antioxidationsmittel) unterzogen. Diese Behandlungen ermöglichen eine bessere Bindung der Kupferfolien an den Klebstoff, eine höhere Widerstandsfähigkeit gegenüber der Hitze, die bei der Herstellung der eigentlichen flexiblen Leiterplatte entsteht, und verhindern eine Oxidation der Kupferfolie.

Walzgeglüht vs. Elektrolytisch

Da sich die Verfahren zur Herstellung einer Kupferfolie aus gewalzter, geglühter und elektrolytischer Kupferfolie unterscheiden, weisen sie auch unterschiedliche Vor- und Nachteile auf.

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Kupferfolien liegt in ihrer Struktur. Eine gewalzte, geglühte Kupferfolie weist bei Normaltemperatur eine horizontale Struktur auf, die sich bei hohem Druck und hoher Temperatur in eine lamellare Kristallstruktur verwandelt. Elektrolytische Kupferfolie hingegen behält ihre säulenförmige Struktur sowohl bei Normaltemperatur als auch bei hohem Druck und hoher Temperatur.

Dies führt zu Unterschieden in der Leitfähigkeit, Duktilität, Biegsamkeit und den Kosten beider Kupferfolienarten. Da gewalzte, geglühte Kupferfolien im Allgemeinen glatter sind, weisen sie eine höhere Leitfähigkeit auf und eignen sich besser für kleine Drähte. Sie sind außerdem dehnbarer und im Allgemeinen biegsamer als elektrolytische Kupferfolien.

Die Einfachheit des Elektrolyseverfahrens sorgt jedoch dafür, dass Elektrolytkupferfolien günstiger sind als gewalzte, geglühte Kupferfolien. Beachten Sie jedoch, dass sie für kleine Leitungen möglicherweise nicht optimal sind und eine geringere Biegefestigkeit aufweisen als gewalzte, geglühte Kupferfolien.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Elektrolytkupferfolien eine gute und kostengünstige Option als Leiter in flexiblen Leiterplatten darstellen. Aufgrund der Bedeutung von Flexschaltungen in der Elektronik und anderen Branchen sind Elektrolytkupferfolien wiederum ein wichtiges Material.