Hallo zusammen!
Bin grad beim recherchieren, ob es eine Möglichkeit gibt, Leiterplatten
plastisch ein wenig zu verformen.
Hintergrund: Ich möchte eine Leiterplatte (bzw. kupferkaschierte PI
Folie) an eine konkave Form anpassen (größe ~150x250mm mit 7mm Tiefe,
Radien >=500mm). Auf der Leiterplatte werden sich nur einige wenige
Leiterbahnen (und diese in Richtung des größten Radius) und Bauteile
befinden.
Jetzt meine Frage: Ist es grundsätzlich machbar, eine Leiterplatte (z.B.
aus Polyimid) plastisch leicht zu verformen?
Danke im Voraus.
Warum keine flexible Leiterplatte auf einen passend geformten Träger
aufkleben? Sowas kann inzwischen fast jeder Leiterplattenhersteller.
Bei einer normalen hätte ich Angst, dass mir die Leiterbahnen reissen...
Danke für den Input.
Flexible Leiterplatte hab ich mir schon angesehen.
Mein Problem ist dann die konkave Form; die Leiterplatte wird Falten
werfen, da ich die Form nicht entsprechend anpassen kann. Ich benötige
die Leiterplatte als durchgängiges Rechteck.
Wieviel Prozent kann denn Kupfer gedehnt werden? Gibts da Anhaltswerte?
Kann man sicherlich alles ausrechnen. Ich sehe da aber ein anderes
Problem. Wenn die ICs ungünstig sitzen, erzeugen die Gegenkräfte. Die
werden sich dann irgendwann mit Leiterbahnen von der PCB lösen. Wozu
braucht man eigentlich so einen (sorry) Mist?
Andere Möglichkeit, Bestückung auf so einer Art Flex-PCB.
Beispiel:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/64/Olympus_Stylus.jpg
Ist aber nicht die günstigste Lösung.
ElSchlicko schrieb:> Ich möchte eine Leiterplatte (bzw. kupferkaschierte PI Folie) an eine> konkave Form anpassen (größe ~150x250mm mit 7mm Tiefe, Radien >=500mm)
Ich würde da mal eine Leiterplatte mit z.B. 0,8mm Stärke ausprobieren.
Eine 1,6mm LP braucht da schon mechanische Überzeugungskraft...
♪Geist schrieb:> Die werden sich dann irgendwann mit Leiterbahnen von der PCB lösen.
Diese Sorge hätte ich nicht.
Das galvanisch abgeschiedene Kupfer ist sehr anfällig gegenüber
Mechanischen Spannungen. Bei Flexiblen Materialien wird das deshalb
vorher gewalzt um eine Biegbarkeit zu gewährleisten.
Tendentiell würde ich es mit einer eher dünneren LP, am besten nur
einlagig, die Leiterseite dann innen, versuchen. aber ob das geht und
auch dauerstabil ist... k.A.
Starre Platinen sollte man nach Möglichkeit überhaupt nicht verformen.
Dafür gibt es Flex oder Starrflexmaterial
Hallo,
siehe auch: Beitrag "Gebogene Platinen"
Die Technologie, FR4-Leiterplatten zu biegen, scheint völlig aufgegeben
worden zu sein zugunsten von Starrflex-Schaltungen.
Aber egal wie du das realisierst, du kannst eine LP mit ICs drauf nicht
biegen, selbst bei kleinen Bauteilen riskierst du, dass Lötstellen
abreissen. Eben daher Starrflex: starr zum Bestücken und Flexbereiche
zum Biegen, aber die ohne Bauteile.
Gruss Reinhard
Frag mal bei AT&S nach...
Die haten bei uns mal eine kleine Vorführung über dieses Thema.
4-Lagige PCB mit ca. 0.4mm Dicke, lies sich fast beliebig verformen.
Wir z.B im Auto Armaturenbretter verwendet, um all die schönen Anzeigen,
Zeigerchen etc. zu Verbinden. Die Einbautiefen der Anzeigen sidn ja
recht unterschiedlich, dass gibt dir also eine Vorstellung was mögöich
ist.
Cheers
Wenn du normales FR4 auf 250 °C aufheizt, lässt sich das sicher
entsprechend verformen. Zwei Gipsformen (negativ und positiv) anfertigen
und die heiße Platine damit verpressen.
Bestücken geht aber dann erst nachher und nur per Hand.
@ Stilzelrumpel (Gast)
>Wenn du normales FR4 auf 250 °C aufheizt, lässt sich das sicher>entsprechend verformen. Zwei Gipsformen (negativ und positiv) anfertigen>und die heiße Platine damit verpressen.
Dann kann man je gleich die Platine in die passende Form laminieren!
>in die passende Form laminieren!
Und die Leiterbahnen werden dann von Hand auflaminiert?
Ich denke, eine fertig geätzte Platine entsprechend zu verformen, sollte
kein Problem sein, bei Radien >500mm.
250°C bringt jeder normale Backofen.
du übersiehst dabei jedoch, daß Epoxydharz ein Duropolast ist. d.h. Du
musst aufpassen, daß du definitiv unter der, als T260-Wert bekannten,
Zeit bleibst, sonst delaminiert, also zersetzt, sich das BM und die
Platine verliert ihre Strukturelle Festigkeit.
Das ist ziemlich windig. Nimm Starrflex, oder Semiflex wenns um die
kurve soll. Das Material ist speziell für diesen Andwendungszweck
entwickelt worden.
Starrflex kann man prinzipiell auch auf dem Flexiblen Teil mit Bauteilen
bestücken, du musst nur einen Bestücker mit entsprechender Technik
finden. Bei Semiflex ist mir die Möglichkeit nicht bekannt.
besorg dir geignetes trägermaterial welches du vorher in form bringen
kannst
möglichtkeit 1
auf das trägermaterial lagerst du mittels eines galvanischen bades
ausreichend kupfer an
und überträgst das layout anschließen
oder 2
du überträgst das layout vorher(negativ layout)
so dass sich das kupfer nur dort absetzt wo du später die leiterbahne
haben willst
erspart das ätzen
> Wenn du normales FR4 auf 250 °C aufheizt, lässt sich das sicher> entsprechend verformen
Das Epoxid wird weich, aber die Glasfasern nicht, deswegen sind die ja
da drin.
Epoxyplatinen ohne Glasfasern kenne ich nicht, sind technisch aber
sicher möglich.
ohne Glasfaser ist FR2 und 3, dabei ist FR2 Phenolharz / Papier, und FR3
Epoxydharz / Papier
bernte schrieb:> auf das trägermaterial lagerst du mittels eines galvanischen bades> ausreichend kupfer an
Das kann er kaum zu hause. Dazu bedarf es organischer Chemie, welche das
Epoxydharz leitfähig macht. Das ist der Schlüsselprozess bei der
Fertigung von Durchkontaktierungen. Es gibt Freaks, die das sich
hobbymäßig antun. Aber ob das reproduzierbare Ergebnisse bringt... Ich
bin mir da unsicher. Und die Galvanik ist auch nicht ohne. nur ein
bisschen Strom auf eine Platte in einer Kupferlösung zu geben ist das
auch nicht. Gerade, wenn man keine Kristallisationskeime hat wird das
dazu führen, daß das Kupfer von der Halterung aus über die Platine
wächst -> Ergebnis mit Sicherheit alles andere als eine halbwegs
homogene Dickenverteilung im Kupfer.
bernte schrieb:> du überträgst das layout vorher(negativ layout)> so dass sich das kupfer nur dort absetzt wo du später die leiterbahne> haben willst> erspart das ätzen
Das geht schonmal gar nicht, da alle Leiterzüge miteinander verbunden
sein müssen, dmait in der Galvanik überhaupt etwas wächst. Um Ätzmittel
zu sparen (Und Galvanikzeit sowie Kupfer) macht man es in der
Serienfertigung so, daß man mit dünnerem Grundkupfer startet und nur
selektiv aufkupfert. Das jedoch erfordert einen 2 stufigen
Galvanikprozess, denn nach Entfernung des Fotoresists muss das
aufgekupferte Kupfer ja gegen das Ätzmedium, welches das Grund kupfer
abätzt abgeschottet werden. In der Serie macht man das z.B. mit Zinn.
Christian B. schrieb:> Dazu bedarf es organischer Chemie, welche das> Epoxydharz leitfähig macht.
Dazu braucht man keine organische Chemie. Der Aufschluss von Epoxidharz
erfolgt z.B. mit Schwefelsäure, als Keime für die stromlose Abscheidung
wird meistens Palladium verwendet, Silber geht auch. Es gibt zwar
chemische Kupferbäder mit Tartrat, aber auch welche mit
Natriumhypophosphit - also alle wesentlichen Schritte funktionieren mit
anorganischer Chemie. Nur der Korrektheit halber, für den
Leiterplattenbastler ist die ganze Technologie nicht wirklich
einsetzbar.
Wenn man es ganz genau nimmt: das Epoxidharz wird NIEMALS leitfähig. Das
wäre auch sehr nachteilig.
Gruss Reinhard
Das mag ja alles so stimmen, ich kenne es jedenfalls anders.
Ich kenne es so, wie beschrieben: Löcher bohren ins BM, dann desmear,
(um das Epoxydharz etwas zurückzu"ätzen" und danach kam die Platine in
ein Bad mit Organischer Chemie. Diese hat das Epoxydharz selbst mittels
komplexbildung leitfähig gemacht (wurde sichtbar schwarz) danach kam die
Platine so wie sie war ins Galvanikbad, ok, vorher noch Fotoresist
drauf)
Ergebnis: Alle offenliegenden Epoxydharz Stellen waren anschließend
verkupfert, auch an den Seiten.
Sicherlich geht es auch mit Palladium, aber in der Firma, in der ich
gearbeitet habe wurde es eben nicht so gemacht. Meines Wissens ist die
Palladiumgeschichte teurer. Genau hab ich das aber nie hinterfragt, da
ich kein Chemiker bin.
Christian B. schrieb:> Diese hat das Epoxydharz selbst mittels> komplexbildung leitfähig gemacht (wurde sichtbar schwarz) danach kam die> Platine so wie sie war ins Galvanikbad, ok, vorher noch Fotoresist> drauf)
Dann hätte die fertige Platine eine leitfähige (Epoxid) Oberfläche und
wäre vollkommen unbrauchbar.
Gruss Reinhard
wieso denn das?
Das Basismaterial hat beidseitig eine Kupferfolie.
diese wird im 1. NC mit Löchern gespickt. Diese Löcher werden dann
entsprechend Leitfähig gemacht. Danach geht's zum Fotoresist, dann ins
Galvanikbad. Am Ende des Bades wird der resist entfernt und das
vollflächige Grundkupfer weggeätzt. Wieso sollte das epoxyd, welches von
diesem bedeckt war leitfähig sein?
Tut mir leid Reinhard, aber diesen Prozess hab ich tausende Male schon
so organisiert.
Christian B. schrieb:> Diese Löcher werden dann> entsprechend Leitfähig gemacht.
Soweit Ok. Es gibt aber keinen chemischen Prozess, der Epoxid leitfähig
macht, man kann nur auf der Oberfläche der Löcher was Leitfähiges
abscheiden.
Schwarze Färbung könnte für kolloidales Silber sprechen, das wurde mal
eingeführt, war aber weniger zuverlässig als Palladiumkeime. Im übrigen
bilden die auch keine leitfähige Schicht, sie katalysieren nur die
nachfolgende Abscheidung von Chemisch Kupfer. Wurde hier und auf
Herstellerseiten schon hundertemal beschrieben.
"Leitfähiges Epoxid" ist wahrscheinlich nur eine falsche Begriffsbildung
von Nicht-Chemikern. Es gibt zwar leitfähige Kunststoffe, aber nicht auf
Epoxid-Basis.
Gruss Reinhard
PS wahrscheinlich hast du das einfach mit dem üblichen Schwarzoxidieren
der Kupfer-Oberflächen verwechselt.
Mir sind gerade 2 verschiedene Möglichkeiten in die Finger gefallen.
Das eine ist die Platine anritzen, das andere ist abfräsen o.ä. um
dadurch die Platinendicke zu reduzieren.
Vielleicht kann man auf den Bildern was erkennen. Nur ist hier der
Radius ein wenig kleiner könnte aber auf größeres adaptiert werden.
Reinhard Kern schrieb:> PS wahrscheinlich hast du das einfach mit dem üblichen Schwarzoxidieren> der Kupfer-Oberflächen verwechselt.
Ganz sicher nicht!
Und Silber wurde in dem ganzen Fertigungsprozess nicht eingesetzt.
Der mir bekannte Herstellprozess ist hier:
http://www.microcirtec.de/_DE/Ect_Pdf_Zip/00_schulungsblaetterD.pdf auf
Seite 107 und auf Seite 111 im näheren beschrieben. Es tut mir Leid
Reinhard, aber du bist eben auch nicht allwissend. Wie ich bereits
schrieb, hab ich jahrelang (u.a.) die Arbeitsabläufe der LP Herstellung
nach diesem Verfahren bei einem der größeren deutschen LP Herstellern
erstellt.
Es handelt sich um eine Organische Komplexbildung, welche eine
Leitfähigkeit auf der Harzoberfläche erzielt. Die ist wiederum
ausreichend, um in der Galvanik Kupfer abscheiden zu können. Dabei
wächst das Kupfer von außen nach innen in die Wandung. Spezielle Zusätze
im Galvanikbad und die Strom/Spannungsform beim Galvanisieren sorgen für
eine halbwegs gleichmäßige Schichtdicke. Das funktioniert ganz gut im
Bereich von 20-25µm abgeschiedenem Kupfer in der Lochwandung. Darüber
und darunter ist das Ergebnis nicht ideal, was bedeutet: die
Ausschußquote steigt.
@TO:
Das erste scheint mir die Wirelaid oder HSMTech genannte Fertigungsart
zu sein, dabei werden Kupferdrähte in die LP eingebaut welche dann über
den Biegebereich die Stromtragfähigkeit garantieren. Das 2. Bild scheint
das schon angesprochene Semiflex Verfahren zu sein.
