Flexible Leiterplatten sind biegsame Leiterplatten, die aus mehreren Gründen hergestellt werden. Zu den Vorteilen gegenüber herkömmlichen Leiterplatten zählen weniger Montagefehler, eine höhere Widerstandsfähigkeit in rauen Umgebungen und die Fähigkeit, komplexere elektronische Konfigurationen zu bewältigen. Diese Leiterplatten werden aus elektrolytischer Kupferfolie hergestellt, einem Material, das sich schnell als eines der wichtigsten in der Elektronik- und Kommunikationsindustrie erweist.

Wie flexible Schaltkreise hergestellt werden

Flex-Schaltungen werden in der Elektronik aus verschiedenen Gründen eingesetzt. Wie bereits erwähnt, verringert es Montagefehler, ist widerstandsfähiger gegen Umwelteinflüsse und kann mit komplexer Elektronik umgehen. Es kann jedoch auch die Arbeitskosten senken, das Gewicht und den Platzbedarf reduzieren und die Anzahl der Verbindungspunkte verringern, was die Stabilität erhöht. Aus all diesen Gründen gehören flexible Schaltkreise zu den gefragtesten elektronischen Teilen der Branche.

A flexible gedruckte Schaltungbesteht aus drei Hauptkomponenten: Leitern, Klebstoffen und Isolatoren. Je nach Aufbau der Flex-Schaltungen sind diese drei Materialien so angeordnet, dass der Strom in der vom Kunden gewünschten Weise fließt und mit anderen elektronischen Komponenten interagiert. Die gebräuchlichsten Materialien für den Klebstoff der flexiblen Schaltung sind Epoxidharz, Acryl, PSA oder manchmal auch keines, während zu den häufig verwendeten Isolatoren Polyester und Polyamid gehören. Im Moment interessieren uns vor allem die Leiter, die in diesen Schaltkreisen verwendet werden.

Während andere Materialien wie Silber, Kohlenstoff und Aluminium verwendet werden können, ist Kupfer das am häufigsten verwendete Material für Leiter. Kupferfolie gilt als wesentliches Material für die Herstellung flexibler Schaltkreise und wird auf zwei Arten hergestellt: Walzglühen oder Elektrolyse.

Wie Kupferfolien hergestellt werden

Gewalzte, geglühte Kupferfoliewird hergestellt, indem erhitzte Kupferbleche gewalzt werden, 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, Biegbarkeit und Leitfähigkeit verbessert werden.

In der Zwischenzeit,elektrolytisches Kupferfoil wird mithilfe des Elektrolyseverfahrens hergestellt. Mit Schwefelsäure (mit weiteren Zusätzen je nach Herstellerangaben) wird eine Kupferlösung hergestellt. Anschließend wird eine Elektrolysezelle durch die Lösung geführt, wodurch Kupferionen ausfallen und auf der Kathodenoberfläche landen. Der Lösung können auch Zusatzstoffe 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 steuert auch, wie dick die Kupferfolie sein wird, da eine schneller rotierende Trommel auch mehr Niederschlag anzieht und die Folie dicker macht.

Unabhängig von der Methode werden alle mit diesen beiden Methoden hergestellten Kupferfolien anschließend noch einer Bindungsbehandlung, einer Wärmebeständigkeitsbehandlung und einer Stabilitätsbehandlung (Antioxidationsbehandlung) unterzogen. Durch diese Behandlungen können sich die Kupferfolien besser mit dem Klebstoff verbinden, sind widerstandsfähiger gegenüber der Hitze, die bei der Herstellung der eigentlichen flexiblen Leiterplatte entsteht, und verhindern eine Oxidation der Kupferfolie.

Walzgeglüht vs. elektrolytisch

Da das Verfahren zur Herstellung einer Kupferfolie aus gewalzter, geglühter und elektrolytischer Kupferfolie unterschiedlich ist, haben sie auch unterschiedliche Vor- und Nachteile.

Der Hauptunterschied zwischen den beiden Kupferfolien liegt in ihrer Struktur. Eine gewalzte, geglühte Kupferfolie hat bei normaler Temperatur eine horizontale Struktur, die sich dann bei hohem Druck und hoher Temperatur in eine lamellare Kristallstruktur verwandelt. Unterdessen behält elektrolytische Kupferfolie ihre säulenförmige Struktur sowohl bei normalen Temperaturen als auch bei hohen Drücken und Temperaturen.

Dies führt zu Unterschieden in der Leitfähigkeit, Duktilität, Biegbarkeit und den Kosten beider Arten von Kupferfolie. Da gewalzte, geglühte Kupferfolien im Allgemeinen glatter sind, sind sie leitfähiger und eignen sich besser für kleine Drähte. Sie sind außerdem duktiler und im Allgemeinen biegsamer als Elektrolytkupferfolie.

Die Einfachheit der Elektrolysemethode stellt jedoch sicher, dass elektrolytische Kupferfolie geringere Kosten verursacht als gewalzte, geglühte Kupferfolien. Beachten Sie jedoch, dass sie für kleine Leitungen möglicherweise eine suboptimale Option sind und eine schlechtere Biegefestigkeit aufweisen als gewalzte, geglühte Kupferfolien.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass elektrolytische Kupferfolien eine gute und kostengünstige Option als Leiter in einer flexiblen gedruckten Schaltung sind. Aufgrund der Bedeutung flexibler Schaltkreise in der Elektronikindustrie und anderen Branchen sind auch elektrolytische Kupferfolien ein wichtiges Material.