Flexible Leiterplatten sind biegsame Leiterplatten, die aus verschiedenen Gründen hergestellt werden. Zu ihren Vorteilen gegenüber herkömmlichen Leiterplatten gehören 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 gegen Umwelteinflüsse 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 Aufbau der Flexschaltungen werden diese drei Materialien so angeordnet, dass der Stromfluss wie vom Kunden gewünscht erfolgt und die Interaktion mit anderen elektronischen Komponenten gewährleistet ist. Die gängigsten Klebstoffmaterialien für Flexschaltungen sind Epoxidharz, Acrylat, Haftklebemassen oder manchmal auch keines. Zu den gängigen Isolatoren zählen 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 für Leiter verwendete Material. 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. Die Kupferbleche werden bei diesem Verfahren 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 eine Kupferlösung mit Schwefelsäure (je nach Herstellerangaben mit weiteren Zusätzen) hergestellt. Anschließend wird eine Elektrolysezelle durch die Lösung geleitet, wodurch Kupferionen abgeschieden werden und auf der Kathodenoberfläche landen. Der Lösung können auch Zusätze zugesetzt werden, die ihre inneren Eigenschaften und 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 vom Verfahren werden alle mit beiden Verfahren hergestellten Kupferfolien anschließend einer Haftvermittler-, Hitzebeständigkeits- und Stabilitätsbehandlung (Antioxidationsbehandlung) unterzogen. Diese Behandlungen ermöglichen eine bessere Haftung der Kupferfolien am Klebstoff, eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen die bei der Herstellung der flexiblen Leiterplatte entstehende Hitze und verhindern deren Oxidation.

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 Elektrolytkupferfolien.

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 für Leiterbahnen in flexiblen Leiterplatten darstellen. Aufgrund der Bedeutung von Flexschaltungen in der Elektronik und anderen Branchen sind Elektrolytkupferfolien ebenfalls ein wichtiges Material.