Analyse von Laminiermaterialien für flexible Leiterplatten (FPC)
Flexible Leiterplatten (FPCs) sind in modernen elektronischen Geräten unverzichtbar geworden, beispielsweise in faltbaren Smartphones, Wearables und der Automobilelektronik. Ihre Flexibilität, Verdrehbarkeit und Anpassungsfähigkeit an beengte Platzverhältnisse machen sie zu einem zentralen Bestandteil. Ein entscheidender Schritt in der FPC-Herstellung ist die Laminierung, bei der Schichten wie Substrate, Kupferfolien und Deckschichten zu einer einheitlichen, funktionsfähigen Einheit verbunden werden. Leistung, Flexibilität und Zuverlässigkeit des Endprodukts hängen maßgeblich von der Wahl der Laminierungsmaterialien ab. Dieser Artikel bietet eine detaillierte Analyse der wichtigsten Materialien für die FPC-Laminierung sowie ihrer Eigenschaften und Funktionen.
1. Untergrund: Das flexible Fundament
Das Substrat dient als Kernstruktur des FPC und bietet mechanische Stabilität, elektrische Isolation und die notwendige Flexibilität. Es ist die Basisschicht, auf die Komponenten wie Kupferfolien laminiert werden.
Wichtigste Anforderungen: Hohe Flexibilität und Haltbarkeit, ausgezeichnete elektrische Isolation, Hitzebeständigkeit (kompatibel mit Laminiertemperaturen von 120–200 °C und anschließendem Löten) und chemische Stabilität (Beständigkeit gegen Feuchtigkeit, Lösungsmittel usw.).
Gängige Typen:
Polyimid (PI)-FilmDas am weitesten verbreitete Material bietet außergewöhnliche Hitzebeständigkeit (Dauerbetrieb bis 260 °C), Flexibilität und Isolation. Es eignet sich für anspruchsvolle Anwendungen wie Automobilelektronik und faltbare Geräte.
Polyester (PET)-FolieEine kostengünstige Alternative mit guter Flexibilität und Isolierung, jedoch geringerer Hitzebeständigkeit (ca. 120 °C) und Biegefestigkeit. Wird häufig in Unterhaltungselektronik mit geringer Beanspruchung eingesetzt.
Fluoropolymer Films (e.g., PTFE)Spezialmaterialien für die Hochfrequenzsignalübertragung (z. B. 5G-Komponenten) oder Umgebungen, die extreme chemische Beständigkeit erfordern. Höhere Kosten.
2. Klebstoff: Das Bindemedium
Klebstoffe verbinden Substrate, Kupferfolien und Deckschichten und gewährleisten so eine starke Haftung bei gleichzeitiger Erhaltung der Flexibilität und der elektrischen Leistungsfähigkeit.
Wichtigste Anforderungen: Hohe Haftfestigkeit, Materialverträglichkeit, geringe Ausgasung, elektrische Isolation und erhaltene Flexibilität nach der Aushärtung.
Gängige Typen:
Epoxidharz-KlebstoffeAm häufigsten verwendet, bietet es starke Haftung, gute Hitzebeständigkeit und Isolierung. Aushärtungstemperaturen liegen bei etwa 150–180 °C.
Klebstoffe auf AcrylbasisSchnellhärtend und flexibel, jedoch geringere Hitze- und Feuchtigkeitsbeständigkeit. Wird für Niedertemperaturlaminierungen oder kostensensible Anwendungen eingesetzt.
Klebstofffreie SubstrateKupfer wird mittels chemischer oder thermischer Verfahren direkt mit PI verbunden, wodurch dünnere, flexiblere und hitzebeständigere Strukturen entstehen, die ideal für hochwertige Wearables geeignet sind.
3. Kupferfolie: Die leitende Schicht
Die Leiterbahnen bestehen aus Kupferfolie, die auf das Substrat laminiert und in Schaltungsmuster geätzt wird.
Wichtigste Anforderungen: Hohe elektrische Leitfähigkeit, Flexibilität, starke Haftung auf Substraten und eine glatte Oberfläche für präzises Ätzen.
Gängige Typen:
Elektrochemisch abgeschiedene (ED) KupferfolieHergestellt durch Galvanisierung, mit einer rauen Seite zur Haftung und einer glatten Seite zum Ätzen. Die Dicke variiert zwischen 9 und 70 μm; dünnere Folien werden für hochdichte FPCs verwendet.
Walzgeglühte (RA) KupferfolieHergestellt durch Walzen und Glühen, bietet es eine gleichmäßige Dicke, ausgezeichnete Flexibilität und hohe Zuverlässigkeit bei wiederholtem Biegen, wie es beispielsweise bei faltbaren Handys der Fall ist.
Kupferfolie mit verbesserter Haftung: ED- oder RA-Folien mit Oberflächenbehandlungen (z. B. Verzinkung, Silanbeschichtung) für verbesserte Haftung in rauen Umgebungen.
4. Deckschicht: Die Schutzschicht
Die Deckschicht wird über die Leiterbahnen laminiert, um Isolation, mechanischen Schutz, Feuchtigkeitsbeständigkeit und Chemikalienbeständigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Flexibilität zu erhalten.
Wichtigste Anforderungen: Mechanischer Schutz, elektrische Isolierung, Flexibilität sowie Beständigkeit gegen Hitze und Chemikalien.
Gängige Typen:
Polyimid (PI) Deckschicht: Das am häufigsten verwendete PI-Substrat, das eine hervorragende Hitzebeständigkeit und Schutzwirkung aufweist.
Polyester (PET)-AbdeckmaterialEine kostengünstigere Option für Anwendungen mit geringer Belastung und niedrigen Temperaturen.
Flüssige fotobildbare (LPI) DeckschichtEin flüssiges Harz, das mittels Fotolithografie aufgetragen und strukturiert wird und so präzise Öffnungen für hochdichte FPCs wie Kameramodule ermöglicht.
5. Sonstige Hilfsmaterialien
Für spezielle Bedürfnisse können zusätzliche Materialien verwendet werden:
Versteifungen: Lokal laminierte Metall- oder Kunststoffplatten sorgen für Steifigkeit in den Verbindungsbereichen, ohne die Gesamtflexibilität zu beeinträchtigen.
KlebebänderWird für temporäre Verbindungen oder lokalen Schutz verwendet, z. B. hitzebeständiges PI-Band zum Abkleben beim Löten.
Abschluss
Die Leistungsfähigkeit von FPC-Laminierungen hängt von der sorgfältigen Materialauswahl ab: Das Substrat bildet die flexible Basis, Klebstoffe gewährleisten die Verbindung, Kupferfolien ermöglichen die Leitfähigkeit und Deckschichten bieten Schutz. Bei der Materialauswahl müssen Kosten, Flexibilität, Hitzebeständigkeit, Signalqualität und Umweltbeständigkeit optimal aufeinander abgestimmt sein. Fortschritte bei Materialien – wie dünnere PI-Folien, stärkere Klebstoffe und verlustarme Kupferfolien – werden die Innovation in der Elektronik weiter vorantreiben und zukunftsweisende Anwendungen wie faltbare Geräte, miniaturisierte Wearables und 5G-Technologie unterstützen.
Henan Huanyuchang Electronic Technology Co., Ltd., eine Tochtergesellschaft von Shenzhen Chang Universal Electronics Co., Ltd., wurde 2009 mit dem Ziel gegründet, technologische Innovationen voranzutreiben. Das Unternehmen ist spezialisiert auf die Herstellung von Leiterplatten, flexiblen Leiterplatten, CCLs, IC-Trägerplatinen und Produkten für neue Energien und hat sich zu einem führenden Unternehmen entwickelt, das Forschung und Entwicklung, Produktion, Marketing und technischen Service integriert. Im Jahr 2020 erwarb das Unternehmen über 110 Hektar staatliches Land, wodurch sich die Gesamtbaufläche auf 78.000 Quadratmeter vergrößerte.
Zu den Kernprodukten des Unternehmens gehören NAWES MATT™ Presskissen, japanische metallurgische Pressstahlplatten, schwedische Hardox-Trägerplatten und heißgepresstes Kraftpapier. Im Einklang mit den Fortschritten der 5G-Industrie konzentriert sich das Unternehmen auf Energieeinsparung und Emissionsreduzierung gemäß den Anforderungen von Industrie 4.0 für eine intelligente, automatisierte Produktion. Mit einem umfangreichen Maschinenpark von über 100 Anlagen, darunter Hochfrequenz-Hochgeschwindigkeits-Beschichtungsanlagen, Tauchmaschinen, Flachpressen, Vulkanisiermaschinen, Schneidemaschinen, Lasermarkierungsmaschinen und Stanzmaschinen, kann das Unternehmen jährlich erhebliche Mengen seiner Produkte herstellen. Die jährliche Produktionsmenge beträgt 1 Million Quadratmeter NAWES MATT™ Presskissen, 100.000 Pressstahlplatten, 50.000 Trägerplatten und 5 Millionen Quadratmeter heißgepresstes Kraftpapier.
Das Unternehmen legt Wert auf technologische Innovation und hat ein Forschungs- und Entwicklungsteam aufgebaut, das für seinen Innovationsgeist und seine Expertise bekannt ist. Durch kontinuierliche Forschung und Entwicklung hat das Unternehmen technologische Fortschritte erzielt.
Die NAWES MAT™-Presskissen, ein eigenständiges Produkt mit über 20 technischen Patenten und ISO-Zertifizierung, sind führend in der Entwicklung von Industrie 4.0 in China und tragen maßgeblich dazu bei. Das Unternehmen wurde mit renommierten Preisen wie dem nationalen „China Good Project Award“ und dem Status als Hightech-Unternehmen ausgezeichnet und genießt Anerkennung in zahlreichen Spitzenbranchen.
Als führender Hersteller von Produkten für Pressprozesse im In- und Ausland bietet Huanyuchang umfassende Komplettlösungen, die die Produktionsqualität steigern und Kosten effektiv senken. Dank eines robusten Managementsystems, eines qualifizierten technischen Teams und modernster deutscher Anlagen setzen die Produkte des Unternehmens Branchenstandards und sind national wie international stark nachgefragt.
Mit dem Ziel, technologische Innovationen voranzutreiben und Kundenzufriedenheit zu gewährleisten, bietet Huanyuchang über ein etabliertes Vertriebs- und Servicenetzwerk weltweit hochwertige, effiziente und professionelle Dienstleistungen an. Strategisch für die globale Expansion positioniert, will das Unternehmen seinen Wachstums- und Innovationskurs fortsetzen und sich als führender globaler Anbieter von Elektronikmaterialien und -prozessen etablieren, während es gleichzeitig zur Weiterentwicklung chinesischer Marken beiträgt.
