Bauteilplatzierung auf flexiblen Zonen: Designregeln, Spezifikationen und Zuverlässigkeitsleitfaden

Das direkte Platzieren aktiver oder passiver Komponenten auf flexiblen Leiterplattenmaterialien erfordert eine strikte Einhaltung mechanischer und thermischer Einschränkungen, die im starren Leiterplattendesign nicht existieren. Im Gegensatz zu Standard-FR4-Leiterplatten birgt die Bauteilplatzierung auf Flexzonen Risiken im Zusammenhang mit dynamischer Belastung, Ungleichheiten des Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) und dem Ablösen von Pads während des Reflow-Lötens. Ingenieure müssen Versteifungen verwenden, Pad-Geometrien optimieren und den Klebstofffluss kontrollieren, um die Zuverlässigkeit der Lötstellen zu gewährleisten. Dieser Leitfaden enthält die technischen Spezifikationen, Checklisten und Fehlerbehebungsprotokolle, die für eine robuste Montage auf flexiblen Substraten erforderlich sind.

Kurze Antwort (30 Sekunden)

Eine erfolgreiche Bauteilplatzierung auf Flexzonen beruht darauf, die Lötstellen von mechanischer Belastung zu isolieren. Wenn sich die flexible Leiterplatte in der Nähe eines Bauteils biegt, reißt die Lötkehle.

Obligatorische Versteifungen: Platzieren Sie niemals Bauteile auf einem flexiblen Bereich ohne eine starre Versteifung (FR4, Polyimid oder Stahl) direkt darunter.
Biegeabstand: Halten Sie einen Mindestabstand von 1,5 mm bis 2,5 mm zwischen der Kante der Versteifung und dem Beginn des Biegeradius ein.
Pad-Geometrie: Verwenden Sie "Verankerungen" oder "Sporen" (Anker-Pads), um die Kupfer-Abzugsfestigkeit auf dem flexiblen Substrat zu erhöhen.
Beschichtungsauswahl: Chemisch Nickel-Immersion Gold (ENIG) wird gegenüber HASL bevorzugt, um Spannungsrisse in der Beschichtungsschicht während der Handhabung zu vermeiden.
Klebstoffmanagement: Berücksichtigen Sie den Klebstoffaustritt (typischerweise 0,1 mm - 0,3 mm) aus dem Coverlay oder der Versteifung, um sicherzustellen, dass die Pads lötbar bleiben.
Trägeranforderung: Flexible Platten müssen während der SMT-Bestückung durch magnetische Vorrichtungen gestützt oder auf starre Paletten geklebt werden, um die Planarität zu gewährleisten.

Wann die Bauteilplatzierung auf flexiblen Zonen anwendbar ist (und wann nicht)

Das Verständnis der physikalischen Grenzen flexibler Materialien ist der erste Schritt, um festzustellen, ob Ihr Design realisierbar ist. Obwohl die Platzierung von Bauteilen auf Flex 3D-Verpackungen und Gewichtsreduzierung ermöglicht, ist sie nicht für jede Anwendung geeignet.

Wann die Bauteilplatzierung auf flexiblen Zonen angewendet werden sollte:

Statische Flex (Flex-to-Install): Die Schaltung biegt sich nur einmal während der Installation. Bauteile werden auf einer flachen, durch eine Versteifung verstärkten Fläche platziert.
Starr-Flex-Konstruktion: Bauteile werden auf den flexiblen Schichten platziert, die intern an starre Abschnitte laminiert sind, vorausgesetzt, es gibt eine Z-Achsen-Unterstützung.
Hochdichte Sensoren: Anwendungen, die erfordern, dass Sensoren sich einer gekrümmten Oberfläche anpassen (z. B. tragbare Gesundheitsmonitore), wobei der Bauteilbereich lokal versteift ist, aber der umgebende Bereich flexibel bleibt.
Gewichtskritische Luft- und Raumfahrt: Ersetzen schwerer starrer Platinen und Steckverbinder durch eine einzige bestückte Flexschaltung zur Massenreduzierung.
Z-Achsen-Höhenbeschränkungen: Wenn eine Standard-Starr-Leiterplatte zu dick ist, kann eine dünne Flexschaltung mit einer dünnen Polyimid-Versteifung die Stapelhöhe um 50 % oder mehr reduzieren. Wann es NICHT angewendet werden sollte:
Dynamische Flex-Bereiche: Platzieren Sie niemals Komponenten auf einem Abschnitt des Flex, der kontinuierlich gebogen oder gerollt wird (z. B. Druckköpfe, Scharnierkabel). Die Metallermüdung führt unweigerlich zu Rissen in den Lötstellen.
Ungestützter Flex: Das Platzieren von Komponenten ohne Versteifung ist ein kritischer Fehlerfall. Die Flexibilität des Basismaterials (PI) kann die Steifigkeit des Komponentenkörpers oder der Lötstelle nicht tragen.
Hochleistungsanwendungen: Dünnes Flex-Kupfer (typischerweise 0,5 oz oder 1 oz) und dünne Dielektrika haben im Vergleich zu starren Platinen eine schlechte Wärmeleitfähigkeit, was die Wärmeableitung für Leistungs-FETs oder Regler erschwert.
Schwere Komponenten: Große Induktivitäten oder Steckverbinder, die auf Flex-Zonen platziert werden, können dazu führen, dass das Substrat aufgrund von Schwerkraft oder Vibrationen reißt, wenn sie nicht mechanisch an einem Gehäuse verankert sind.

Regeln & Spezifikationen

Sobald die Anwendung validiert ist, muss das Design spezifische geometrische und materielle Regeln einhalten, um die Herstellbarkeit zu gewährleisten. Die folgende Tabelle skizziert die kritischen Parameter für die Platzierung von Komponenten auf Flex-Zonen, abgeleitet aus IPC-2223 und praktischen DFM-Erfahrungen bei APTPCB (APTPCB PCB Factory).

Regel	Empfohlener Wert / Bereich	Warum es wichtig ist	Wie zu überprüfen	Wenn ignoriert
Versteifungsüberlappung	Die Versteifung muss sich auf allen Seiten 0.5mm - 1.0mm über die Bauteil-Pads hinaus erstrecken.	Verhindert Spannungskonzentration am Lötstellenrand; überträgt die Last auf die Versteifung.	Mechanische Lage vs. Bauteil-Courtyard im CAD prüfen.	Lötstellen reißen sofort bei Handhabung oder Installation.
Abstand zur Biegelinie	≥ 1.5mm (2.5mm bevorzugt) vom Versteifungsrand zur Biegelinie.	Isoliert den starren Bauteilbereich von der mechanischen Belastung der Biegezone.	Abstand von der Versteifungskontur zum definierten Biegeradius messen.	Der Versteifungsrand wirkt als Drehpunkt und verursacht Leiterbahnbrüche oder Coverlay-Ablösung.
Pad-Verankerung	Verwenden Sie Verankerungssporne oder überdimensionierte Pads (+10-20% gegenüber starren).	Polyimid hat eine geringere Kupfer-Abzugsfestigkeit als FR4; Anker verhindern das Abheben der Pads während der Nacharbeit.	Visuelle Inspektion des Footprint-Designs; auf "Ohren" an den Pads prüfen.	Pads lösen sich während des Handlötens oder der Reparatur vom Substrat.
Coverlay-Öffnung	0.1mm - 0.25mm Freiraum um die Pads (SMD).	Coverlay-Klebstoff fließt während der Laminierung; unzureichender Freiraum führt zu Pad-Kontamination.	Gerber-Lötstopplack-/Coverlay-Lage gegen Kupfer-Pads überprüfen.	Lötbarkeitsfehler; "Skip"-Löten aufgrund von Klebstoff auf dem Pad.
Bauteilausrichtung	Lange Achse des Bauteils parallel zur Biegerichtung ausrichten (falls nahe der Biegung).	Reduziert die mechanische Hebelwirkung auf den Bauteilkörper bei unbeabsichtigtem Biegen.	Überprüfen Sie die Platzierungsrotation relativ zur Flexkontur.	Risse im Bauteilkörper (MLCCs) oder Bruch der Lötstellen.
Lötstopplack-Typ	Verwenden Sie flexibles LPI oder Coverlay (Polyimid).	Standard-Starrlötstopplack ist spröde und reißt, wenn die flexible Schaltung gehandhabt wird.	Geben Sie "Flexibles LPI" oder "Coverlay" in den Fertigungsnotizen an.	Mikrorisse im Lack ermöglichen das Eindringen von Feuchtigkeit und potenzielle Kurzschlüsse.
Versteifungsmaterial	FR4 (0.2mm-1.5mm) für Bauteile; PI für ZIF-Dicke.	FR4 bietet die notwendige Steifigkeit für die Planarität des SMT-Prozesses.	Materialaufbau in der Fertigungszeichnung überprüfen.	Verzug während des Reflows; Bauteile kippen (Tombstoning) oder sind falsch ausgerichtet.
Klebstofftyp	Duroplast (Acryl/Epoxid) vs. PSA (Haftklebstoff).	Duroplast ist für Reflow-Temperaturen erforderlich; PSA delaminiert oder bildet Blasen.	Klebstofftyp im Aufbau angeben; PSA ist nur für die Befestigung nach dem Reflow.	Versteifung löst sich oder bildet Blasen während des Durchlaufs im SMT-Reflow-Ofen.
Via-Platzierung	Keine Vias unter Bauteilen auf Flex (es sei denn, gefüllt/verschlossen).	Flex-Vias neigen zu Rissen im Zylinder; ihre Platzierung unter Pads konzentriert die Spannung.	DRC-Prüfung auf Vias innerhalb der Bauteil-Courtyards.	Intermittierende Verbindungen; Lötzinn dringt in Vias ein und verursacht Kurzschlüsse.
Oberflächenveredelung	ENIG (Chemisch Nickel-Immersionsgold).	HASL ist zu belastend (Thermoschock) und ungleichmäßig für die Bestückung von Flex-Leiterplatten mit feinem Raster.	ENIG in den Oberflächenveredelungsnotizen angeben.	Ungleichmäßige Pads verursachen Tombstoning; der HASL-Prozess beschädigt dünne Flex-Leiterplatten.
Nutzenbildung	FPC-Nutzenbildung und Träger verwenden.	Flex ist biegsam; es kann ohne Träger nicht über Förderbänder transportiert werden.	Nutzen mit Sollbruchstellen entwerfen oder Träger-Vorrichtungsdesign anfordern.	Stillstand der Montagelinie; unmöglich, Lötpaste präzise zu drucken.

Implementierungsschritte

Nachdem die Regeln festgelegt wurden, erfordert die Ausführungsphase einen disziplinierten Arbeitsablauf. Die Befolgung dieser Schritte stellt sicher, dass die Bauteilplatzierung auf Flex-Zonen reibungslos vom CAD-Design zur physischen Montage bei APTPCB übergeht.

Mechanischen Lagenaufbau definieren
- Aktion: Die für den versteiften Bereich erforderliche Gesamtdicke bestimmen.
- Schlüsselparameter: Wenn ein ZIF-Steckverbinder auf demselben Flex verwendet wird, ist die Versteifungsdicke dort fest (normalerweise insgesamt 0,3 mm). Für Bauteilbereiche eine FR4-Versteifungsdicke (z.B. 0,6 mm, 0,8 mm, 1,0 mm) wählen, die ausreichende Steifigkeit bietet, ohne Höhenbeschränkungen zu überschreiten.
- Abnahmekontrolle: Überprüfen, ob die Lagenaufbauzeichnung das Versteifungsmaterial, die Dicke und den Klebstofftyp (Duroplast) explizit kennzeichnet.
Footprint-Design für Flex optimieren
- Aktion: Standard-IPC-Footprints an Flex-Eigenschaften anpassen.

Schlüsselparameter: Padgröße um 10-20% erhöhen, um die Lötfläche zu vergrößern. „Spurs“ oder „Tie-downs“ (kleine Kupferverlängerungen, die mit Coverlay bedeckt sind) hinzufügen, um das Pad mechanisch an der Basis-Polyimid zu verankern.
- Abnahmekontrolle: CAM-Dateien überprüfen, um sicherzustellen, dass die Pads keine standardmäßigen starren Definitionen sind; Anker müssen in den Kupferschichten sichtbar sein.

Verstärkergeometrie entwerfen
- Aktion: Die Umrisse des Verstärkers in einer mechanischen Schicht erstellen.
- Schlüsselparameter: Sicherstellen, dass der Verstärker mindestens 0,5 mm über den Komponenten-Courtyard hinausragt. Werkzeuglöcher (Fiducials) auf dem Verstärker oder dem Flex-Panel-Rahmen für die SMT-Maschinenausrichtung hinzufügen.
- Abnahmekontrolle: Die Verstärkerschicht mit der Komponentenschicht überlagern. Sicherstellen, dass keine Komponente über den Verstärkerrand hinausragt.
FPC-Nutzen und Träger konfigurieren
- Aktion: Das Lieferpanel entwerfen, um den Flex während der Montage zu unterstützen.
- Schlüsselparameter: Ein „Rahmen“-Design verwenden, bei dem der Flex durch Laschen gehalten wird, oder eine magnetische Trägervorrichtung spezifizieren. Der Flex muss während des Lotpastendrucks flach bleiben.
- Abnahmekontrolle: Überprüfen, ob das Panel-Design globale Fiducials enthält und dass der Flex in der Mitte des Arrays nicht durchhängt.
Backen und Feuchtigkeitsentfernung
- Aktion: Die blanken Flex-PCBs vor der Montage vorbacken.

Schlüsselparameter: Polyimid nimmt Feuchtigkeit auf (bis zu 3 Gew.-%). Unmittelbar vor der SMT 2-4 Stunden bei 120°C backen (abhängig von den Herstellerspezifikationen).
Abnahmekontrolle: Feuchtigkeitsindikatorkarten überprüfen; sicherstellen, dass die Montage innerhalb von 1-2 Stunden nach dem Backen beginnt, um "Popcorning" oder Delamination zu verhindern.

Lötpastendruck und Bestückung
- Aktion: Lötpaste mit einer für Flex optimierten Schablone auftragen.
- Schlüsselparameter: Eine etwas dünnere Schablone (z.B. 100µm) verwenden, wenn die Planarität ein Problem darstellt, oder eine Standardschablone, wenn ein hochwertiger Träger verwendet wird. Bauteile mit geringerem Bestückungsdruck platzieren, um ein Verbiegen des Flex zu vermeiden.
- Abnahmekontrolle: Pastenauftrag auf Verschmierung prüfen (weist auf Flex-Bewegung hin) vor der Bauteilbestückung.
Reflow-Profilierung
- Aktion: Die Baugruppe durch den Reflow-Ofen führen.
- Schlüsselparameter: Flex erwärmt sich schneller als starre Platinen, kühlt aber auch schneller ab. Sicherstellen, dass das Profil die thermische Masse des Trägers/Paletten berücksichtigt, nicht nur des Flex.
- Abnahmekontrolle: Röntgeninspektion für BGA/QFN; Sichtprüfung auf Benetzung und Lötkehlform.
Nutzentrennung
- Aktion: Den bestückten Flex vom Nutzen/Träger entfernen.
- Schlüsselparameter: Laserschneiden oder Stanzwerkzeuge verwenden. Niemals Laschen von Hand brechen, da sich die Spannung auf das nächste Bauteil ausbreitet und die Lötstelle oder Leiterbahn reißen lässt.

Abnahmekontrolle: Kanten auf Risse prüfen; nächstgelegene Bauteile auf Kondensatorrisse prüfen.

Fehlermodi & Fehlerbehebung

Auch bei strengen Regeln können Probleme während der Bauteilplatzierung auf flexiblen Zonen auftreten. Dieser Abschnitt beschreibt häufige Fehlermodi, ihre Ursachen und wie sie behoben werden können.

1. Pad-Ablösung (Kupferablösung)

Symptom: Das Kupfer-Pad löst sich nach dem Löten oder der Nacharbeit von der Polyimidbasis.
Ursachen: Übermäßige Hitzeeinwirkung beim Handlöten; fehlende Pad-Verankerungen; mechanische Krafteinwirkung auf das Bauteil.
Prüfungen: Mikroskopische Untersuchung der Pad-Schnittstelle; Überprüfung des Footprint-Designs auf Verankerungen.
Behebung: Epoxidharzklebung zur Reparatur (unzuverlässig für die Produktion).
Prävention: Verwendung von "Tie-Down"-Pad-Designs; strikte Begrenzung der Kontaktzeit des Lötkolbens (<3 Sekunden); Verwendung breiterer Leiterbahnen, die in das Pad münden.

2. Lötstellenrisse (Ermüdung)

Symptom: Intermittierende elektrische Verbindung; sichtbarer Riss in der Lötkehle.
Ursachen: Biegung in der Nähe des Bauteils; zu kleiner Versteifung; CTE-Fehlanpassung (Wärmeausdehnungskoeffizienten-Fehlanpassung) zwischen Bauteil und Flex.
Prüfungen: Das Schaltbild vorsichtig biegen, während die Kontinuität überwacht wird. Abstand vom Versteifungsrand zur Biegung prüfen.
Behebung: Keine (Platine ist Ausschuss).
Prävention: Vergrößerung der Versteifung; Bauteile weiter von Biegezonen entfernen; Verwendung von flexiblem Epoxid-Underfill für große Bauteile.

3. Delamination der Versteifung

Symptom: Die starre Versteifung löst sich nach dem Reflow vom Flex-Schaltkreis.
Causes: Feuchtigkeit, die in der Flex-/Versteifungsschnittstelle eingeschlossen ist (Popcorning); falscher Klebstoff (PSA anstelle von Duroplast verwendet); unzureichender Laminierungsdruck.
Checks: Suchen Sie nach Blasen oder Lücken zwischen den Schichten. Überprüfen Sie die Backprotokolle.
Fix: Keine.
Prevention: Strenges Vorbacken (120°C) vor der Montage; hochtemperaturbeständigen Duroplast-Klebstoff für alle SMT-Versteifungen spezifizieren.

4. Bauteil-Tombstoning

Symptom: Passive Bauteile stellen sich während des Reflows auf ein Ende.
Causes: Ungleichmäßige Erwärmung (Flex erwärmt sich ungleichmäßig, wenn nicht flach); ungleichmäßiger Lotpastendruck aufgrund von Flex-Verzug.
Checks: Überprüfen Sie die Ebenheit der Trägeraufnahme; überprüfen Sie die Schablonenausrichtung.
Fix: Manuelle Nacharbeit (riskant bei Flex).
Prevention: Verwenden Sie hochwertige magnetische Träger oder klebrige Vorrichtungen, um absolute Ebenheit während des Drucks und Reflows zu gewährleisten.

5. Coverlay-Überlappung (Lötfehlstelle)

Symptom: Lot benetzt einen Teil des Pads nicht.
Causes: Coverlay-Klebstoff ist während der PCB-Fertigungslaminierung auf das Pad geflossen.
Checks: Sichtprüfung der unbestückten Leiterplatten vor der Montage.
Fix: Mikro-Abrasion (schwierig).
Prevention: Erhöhen Sie die Regel "Coverlay-Expansion" im Design (min. 0,1 mm); verwenden Sie LPI-Lötstopplack anstelle von Coverlay für Bauteile mit engem Raster.

6. Verzug nach dem Reflow

Symptom: Die Flex-Baugruppe krümmt sich nach dem Abkühlen erheblich.
Ursachen: CTE-Fehlanpassung zwischen Kupfer, Polyimid und Versteifung; asymmetrische Kupferverteilung.
Prüfungen: Biegung und Verwindung auf einer ebenen Fläche messen.
Behebung: Fixierung während des Abkühlens.
Prävention: Kupferdichte auf oberen und unteren Schichten ausgleichen; Versteifungen mit einem CTE verwenden, der näher am Baugruppenmittelwert liegt; Kühlprofil optimieren.

Designentscheidungen

Eine erfolgreiche Implementierung hängt oft von der Auswahl der richtigen Materialien und Strukturen in einer frühen Phase des Designs ab.

Materialauswahl: Polyimid vs. Polyester (PET) Für die Bauteilplatzierung in flexiblen Zonen ist Polyimid (PI) die einzig praktikable Wahl. PET (verwendet in billigen Folientastaturen) kann SMT-Reflow-Temperaturen nicht standhalten. Geben Sie immer Standard-Polyimid (z. B. DuPont Pyralux oder gleichwertig) für jede flexible Schaltung an, die gelötete Bauteile erfordert.

Versteifungstypen

FR4 (Glasfaser-Epoxid): Der Standard für die Bauteilunterstützung. Es bietet die gleichen Oberflächeneigenschaften wie eine starre Leiterplatte. Verwenden Sie dies für 95% der Bauteilbereiche.
Polyimid-Versteifung: Wird verwendet, wenn die Dicke kritisch ist (z. B. Erhöhung der Dicke auf 0,3 mm für einen ZIF-Stecker). Nicht empfohlen für die Unterstützung schwerer Bauteile, da es immer noch etwas biegsam ist.
Edelstahl / Aluminium: Wird zur Wärmeableitung oder für extreme Steifigkeit verwendet. Erfordert eine nichtleitende Klebeschicht. Schwerer zu verarbeiten und teurer.

Klebstoffauswahl

Acryl/Epoxid (Duroplast): Härtet unter Hitze und Druck aus. Permanent. Hält Reflow stand. Muss für Versteifungen unter Bauteilen verwendet werden.
Haftklebstoff (PSA): Ähnlich wie doppelseitiges Klebeband (z.B. 3M 467MP). Kalt aufgetragen. Hält Reflow nicht stand (wird Blasen bilden/rutschen). PSA nur für Versteifungen verwenden, die nach dem Löten (manuelle Montage) oder zur Befestigung des Flex an einem Gehäuse angebracht werden.

Häufig gestellte Fragen

F: Kann ich BGAs auf flexiblen Leiterplatten platzieren? A: Ja, aber es erfordert eine starre FR4-Versteifung direkt darunter und oft eine Unterfüllung (Underfill).

Die Versteifung verhindert, dass sich der Flex während des Reflows verzieht.
Die Unterfüllung hilft, mechanische Spannungen zu verteilen, um Risse in den Lötperlen zu verhindern.
Eine Röntgeninspektion ist zwingend erforderlich.

F: Wie nah darf ein Bauteil an der Biegelinie sein? A: Das Bauteil selbst sollte weit entfernt sein, aber die Kante der Versteifung muss mindestens 1,5 mm bis 2,5 mm von der Biegelinie entfernt sein.

Wenn die Versteifung zu nah ist, konzentriert sich die Biegespannung an der Kante der Versteifung und reißt Leiterbahnen.
Das Bauteil sitzt sicher auf der Versteifung, isoliert von der Biegung.

F: Benötige ich eine spezielle Lötpaste für Flex? A: Im Allgemeinen nicht. Es wird Standard-SAC305 (bleifrei) oder SnPb (bleihaltig) Paste verwendet.

Manchmal werden jedoch "Niedertemperatur"-Lote (SnBi) verwendet, um die thermische Belastung des Polyimids zu reduzieren, obwohl sie eine geringere mechanische Festigkeit aufweisen.
Der kritische Faktor ist das Profil, nicht die Pastenchemie.

F: Warum ist das Backen vor der Montage erforderlich? A: Polyimid ist hygroskopisch und nimmt schnell Feuchtigkeit auf.

Wird es nicht gebacken, verwandelt sich die Feuchtigkeit während des Reflow-Lötens (240°C+) in Dampf.
Dies führt zu "Delamination" (Trennung der Schichten) oder "Measling" (weiße Flecken).
Unmittelbar vor der Bestückung 2-4 Stunden bei 120°C backen.

F: Ist es teurer, Bauteile auf Flex-Leiterplatten als auf starren Leiterplatten zu platzieren? A: Ja, die Bestückungskosten sind höher.

Erfordert kundenspezifische Träger/Paletten (NRE-Kosten).
Langsamere Pick-and-Place-Geschwindigkeiten, um ein Springen zu vermeiden.
Die manuelle Handhabung ist empfindlicher.
Die Ausbeuten können geringer sein, wenn die Designregeln nicht streng befolgt werden.

F: Kann ich Bauteile auf Flex-Leiterplatten von Hand löten? A: Ja, aber es erfordert hohes Geschick.

Pad-Ablösung ist aufgrund der geringeren Schälfestigkeit sehr häufig.
Verwenden Sie einen temperaturgeregelten Lötkolben.
Wärme für die kürzestmögliche Zeit anwenden.
Anker-Pads sind für die Zuverlässigkeit des Handlötens unerlässlich.

F: Was ist der Unterschied zwischen Coverlay und Lötstopplack für Bauteile? A: Coverlay ist eine laminierte Polyimidfolie; Lötstopplack ist gedruckte Tinte.

Coverlay ist stärker und flexibler, hat aber eine geringere Auflösung (größere Öffnungen erforderlich).
Flexibler LPI (Liquid Photoimageable) Lötstopplack ermöglicht Bauteile mit engerem Raster (wie BGAs oder QFNs), ist aber weniger widerstandsfähig gegen wiederholtes Biegen.
Hybrid-Designs verwenden oft Coverlay für den Flexarm und LPI für den Bauteilbereich.

F: Was sind "FPC-Nutzenbildung und Träger"? A: Dies bezieht sich darauf, wie die Flexschaltungen angeordnet und unterstützt werden.

Nutzen: Gruppierung mehrerer Einheiten in einem Rahmen zur Effizienzsteigerung.
Träger: Starre Schalen (magnetisch oder geklebt), die die dünne Platte während des SMT-Prozesses flach halten. Ohne Träger würde sich der Flex durchbiegen und Druckfehler verursachen.

F: Kann ich Vias unter den Bauteil-Pads auf Flex platzieren? A: Es wird dringend davon abgeraten.

Sofern Sie keine "Via-in-Pad"-Technologie (galvanisch verschlossen und abgedeckt) verwenden, wird Lot in das Via eindringen.
Bei Flex ist der Via-Zylinder ein Spannungspunkt. Die Platzierung unter einem Bauteil-Pad fügt thermische Belastung zur mechanischen Belastung hinzu, was die Ausfallraten erhöht.

F: Wie gebe ich die Position der Versteifung in meinen Gerber-Dateien an? A: Verwenden Sie eine dedizierte mechanische Lage.

Zeichnen Sie die Umrisse der Versteifung.
Fügen Sie Text hinzu, der das Material angibt (z.B. "0.8mm FR4 Versteifung").
Stellen Sie sicher, dass diese Lage im Fertigungsdatensatz enthalten ist, der an APTPCB gesendet wird.

Glossar (Schlüsselbegriffe)

Begriff	Definition
Versteifung (Stiffener)	Ein starres Material (FR4, PI, Stahl), das auf einen bestimmten Bereich der flexiblen Leiterplatte laminiert wird, um Komponenten oder Steckverbinder zu stützen.
Coverlay	Eine Polyimidschicht mit Klebstoff, die zur Isolierung der äußeren Schichten einer flexiblen Leiterplatte verwendet wird (analog zur Lötstoppmaske auf starren Leiterplatten).
Polyimid (PI)	Das Basismaterial für flexible Leiterplatten, bekannt für hohe thermische Stabilität und Flexibilität.
PSA (Haftklebstoff)	"Bandartiger" Klebstoff, der kalt aufgetragen wird; nicht für Reflow-Lötprozesse geeignet.
Duroplastischer Klebstoff	Klebstoff, der unter Hitze und Druck aushärtet; erforderlich zum Verkleben von Versteifungen, die einem SMT-Reflow unterzogen werden.
Verankerungssporn (Anchoring Spur)	Eine Kupferverlängerung auf einem Pad, die mit Coverlay bedeckt ist und dazu dient, das Pad mechanisch am Substrat zu verriegeln, um ein Abheben zu verhindern.
Dynamische Biegung (Dynamic Flex)	Ein Anwendungsszenario, bei dem die Schaltung kontinuierlich gebogen oder gefaltet wird (z. B. ein Scharnier); Komponenten dürfen hier niemals platziert werden.
Statische Biegung (Static Flex)	Ein Anwendungsszenario, bei dem die Schaltung einmal zur Installation gebogen wird und dann stationär bleibt; geeignet für die Platzierung von Komponenten mit Versteifungen.
WAK (Wärmeausdehnungskoeffizient)	Die Rate, mit der sich ein Material beim Erhitzen ausdehnt. Ungleichmäßigkeiten zwischen PI, Kupfer und Komponenten verursachen Spannungen.
ZIF (Nullkraftsteckverbinder)	Ein Steckverbindertyp, der häufig mit Flex-Leitungen verwendet wird; erfordert spezifische Toleranzen für die Versteifungsdicke.
FPC-Nutzenfertigung	Die Anordnung mehrerer einzelner Flex-Leiterplatten in einem größeren Array, um die Fertigung und Montage zu erleichtern.
Träger / Palette	Eine Vorrichtung, die verwendet wird, um flexible Panels während des Siebdrucks und des Bestückungsprozesses flach zu halten.
Backen	Der Prozess des Erhitzens unbestückter Leiterplatten, um absorbierte Feuchtigkeit vor der Hochtemperaturmontage zu entfernen.

Fazit

Die Bauteilplatzierung auf flexiblen Zonen ist eine leistungsstarke Technik zur Reduzierung von Gerätegröße und -gewicht, erfordert jedoch einen rigorosen technischen Ansatz. Indem man das flexible Substrat als mechanisches System behandelt – unter Verwendung von Versteifungen zur Spannungsisolation, Optimierung der Pad-Geometrie für die Haftung und strenger Kontrolle der Montageumgebung – kann man eine Zuverlässigkeit erreichen, die mit starren PCBs vergleichbar ist.

Ob Sie ein statisches Sensor-Array oder eine komplexe Starrflex-Baugruppe entwerfen, die Einhaltung dieser Spezifikationen ist nicht verhandelbar. Für die Validierung Ihres Lagenaufbaus oder zur Besprechung spezifischer Versteifungsanforderungen kontaktieren Sie das Ingenieurteam von APTPCB. Wir sind spezialisiert auf hochzuverlässige Flex- und Starrflex-Baugruppen und stellen sicher, dass Ihr Design sowohl den Herstellungsprozess als auch die reale Welt übersteht.