Wir werden oft nach Flexibilität gefragt. Warum sonst bräuchte man natürlich ein „flexibles“ Board?
„Wird die flexible Leiterplatte reißen, wenn ED-Kupfer darauf verwendet wird?“
In diesem Artikel untersuchen wir zwei verschiedene Materialien (elektrochemisch abgeschieden und walzgeglüht) und deren Einfluss auf die Lebensdauer von Schaltungen. Obwohl dies in der flexiblen Leiterplattenindustrie gut bekannt ist, erreicht diese wichtige Information die Leiterplattenentwickler nicht.
Werfen wir einen kurzen Blick auf diese beiden Folienarten. Hier die Querschnittsansicht von RA-Kupfer und ED-Kupfer:
Die Flexibilität von Kupfer hängt von mehreren Faktoren ab. Je dünner das Kupfer, desto flexibler ist die Leiterplatte. Neben der Dicke beeinflusst auch die Kupferstruktur die Flexibilität. In der Leiterplatten- und Flex-Leiterplattenindustrie werden üblicherweise zwei Kupferarten verwendet: ED und RA, wie bereits erwähnt.
Walzgeglühte Kupferfolie (RA-Kupfer)
Walzgeglühtes Kupfer (RA-Kupfer) wird seit Jahrzehnten in der Herstellung von flexiblen Leiterplatten und starr-flexiblen Leiterplatten in großem Umfang eingesetzt.
Die Kornstruktur und die glatte Oberfläche eignen sich ideal für dynamische, flexible Schaltungsanwendungen. Ein weiteres Anwendungsgebiet für gewalzte Kupfertypen sind Hochfrequenzsignale und -anwendungen.
Es wurde nachgewiesen, dass die Oberflächenrauheit von Kupfer die Einfügungsdämpfung bei hohen Frequenzen beeinflussen kann und eine glattere Kupferoberfläche von Vorteil ist.
Elektrolytische Kupferabscheidung (ED-Kupfer)
Bei elektrothermischem Kupfer (ED-Kupfer) gibt es eine große Vielfalt an Folien hinsichtlich Oberflächenrauheit, Behandlungen, Kornstruktur usw. Generell weist ED-Kupfer eine vertikale Kornstruktur auf. Standardmäßiges ED-Kupfer hat im Vergleich zu gewalztem, geglühtem (RA-)Kupfer typischerweise ein relativ hohes Profil bzw. eine raue Oberfläche. ED-Kupfer ist tendenziell unflexibel und fördert keine gute Signalintegrität.
EA-Kupfer ist für kleine Leiterbahnen ungeeignet und weist eine geringe Biegefestigkeit auf, weshalb für flexible Leiterplatten RA-Kupfer verwendet wird.
Allerdings gibt es keinen Grund, ED-Kupfer in dynamischen Anwendungen zu fürchten.
Es besteht jedoch kein Grund, ED-Kupfer in dynamischen Anwendungen zu fürchten. Im Gegenteil, es ist die erste Wahl für dünne, leichte Konsumgüteranwendungen, die hohe Zykluszahlen erfordern. Lediglich die sorgfältige Kontrolle der Bereiche, in denen die additive Beschichtung für das PTH-Verfahren eingesetzt wird, ist wichtig. RA-Folie ist die einzige verfügbare Option für höhere Kupfergewichte (über 1 oz.), die bei Anwendungen mit höheren Strömen und dynamischer Biegung erforderlich sind.
Um die Vor- und Nachteile dieser beiden Materialien zu verstehen, ist es wichtig, die Kosten- und Leistungsvorteile der beiden Kupferfolienarten zu kennen und ebenso wichtig, die handelsübliche Verfügbarkeit zu berücksichtigen. Ein Konstrukteur muss nicht nur die Machbarkeit prüfen, sondern auch die Bezahlbarkeit, um das Endprodukt preislich nicht vom Markt zu verdrängen.
Veröffentlichungsdatum: 22. Mai 2022