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Norbert Neumann
vor 8 Jahren
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1 Marburger Straße 65 Fax: +49(0) Wetter

2 Was ist eine Polyflex-Schaltung? Polyflex ist eine, nach Art und Herstellungsverfahren einlagige flexible Schaltung, bei der die Cu-Leiter unterschiedliche Dicken haben und in Teilbereichen beidseitig frei von Isolationsfolie sein können. Außerdem sind Durchbrüche ( Bohrungen") in Lötaugen oder Cu-Flächen in beliebiger Form möglich. Die typische Polyflex-Schaltung hat 250 µ dicke Kontaktfinger, die steckbar und eine direkte Fortsetzung der 80 µ -100 µ dicken Leiterbahnen des flexiblen Bereiches sind. Die Lötaugen im flexiblen Bereich sind 250 µ dick, ragen über die Isolations-Folie hinaus und gewährleisten daher gute Lötstellen. Dazu trägt auch die Anpassung der Durchbrüche im Lötauge an den Querschnitt des einzulötenden Pins bei. Häufig lassen sich auch mechanische Funktionen durch Ausbildung von Laschen, Ösen und Sollbiegelinien in 250 µ dickem Cu zusätzlich zur elektrischen Funktion in die Schaltung integrieren. 1. Musterschaltung mit Eigenschaften der Polyflex-Technik: Pins in variabler Form und frei wählbarem Raster. Beliebige Form der Durchbrüche (Bohrungen) sowie unterschiedliche Kupferdicken. 2. Polyflex-Schaltung zur Verbindungeines Steckers mit einer Leiterplatte. 3. Polyflex-Jumper mit unterschiedlicher Leiterbahnbreite

können. Außerdem sind Durchbrüche ( Bohrungen") in Lötaugen oder Cu-Flächen in beliebiger Form möglich.

3 Die Herstellung von Polyflex-Schaltungen 1 Abweichend zu anderen Typen von Gedruckten Schaltungen, bei deren Herstellung ein Cu-kaschiertes Laminat verwendet wird, beginnt die Herstellung einer Polyflex-Schaltung mit einem dünnen Cu-Blech, in der Regel 250 µ dick, das je nach Leiterbahnkonfiguration in einem einoder zweistufigen Ätzprozess behandelt wird. Im Fall des einmaligen Ätzens folgt beidseitiges Laminieren einer 25 µ dicken Polyimid-Deckfolie, die dem Lötaugenbild entsprechende Freibohrungen aufweist. Bei zweimaligem Ätzen wird nach dem ersten Ätzen eine Deckfolie mit entsprechenden Freilegungen auf die zuerst geätzte Seite laminiert, die zweite Seite wird nach dem zweiten Ätzen mit Deckfolie versehen. Obwohl Polyflex-Schaltungen im Standardfall einlagige Schaltungen sind, werden zu ihrer Herstellung zwei Filme benötigt. Das besondere Herstellungsverfahren erfordert das Einhalten spezieller Layout-Regeln, über die wir Sie gerne informieren. Folgende Materialien werden standardmäßig eingesetzt: Cu-Blech nach DIN 40500, 250 µ dick, mit Zusammensetzung nach DIN 1787 (E-Cu 57) sowie Polyimid-Deckfolien, 25 µ dick, mit 50 µ Kleberschicht. 2 1 Die geätzte Kupferstruktur einer Polyflex-Schaltung 2 Schnitt durch eine Polyflex- Schaltung 3 Detailaufnahme: erhabene Lötaugen 3

Im Fall des einmaligen Ätzens folgt beidseitiges Laminieren einer 25 µ dicken Polyimid-Deckfolie, die dem Lötaugenbild entsprechende Freibohrungen aufweist.

4 Ausführungsformen Polyflex-Schaltungen sind kundenspezifische, in der Grundversion einlagige Schaltungen. Die Leiterbahnen des flexiblen Bereiches haben in der Regel eine Dicke von ca. 100 µ, ihre direkte Fortsetzung in Form steckoder lötbarer Kontaktfinger bzw. Kontaktfingerbereiche sowie die Lötaugen und andere Bereiche, in denen größere mechanische Stabilität nötig ist, werden meist in 250 µ dickem Cu ausgeführt. Partielle Verstärkungsleisten (FR4, Polyimid) sind ebenfalls realisierbar. Freie Cu-Oberflächen werden üblicherweise durch galvanisch aufgebrachtes PbSn geschützt, Hot-Air-Levelling, chem. Sn, aber auch andere Oberflächen sind möglich. Die einlagige Grundversion der Polyflex-Schaltung kann zu einer zweilagigen durchkontaktierten Version erweitert werden. In diesem Fall weist jedoch nur eine Leiterbahnebene die Polyflex-spezifischen Eigenschaften auf, die zweite Leiterebene entspricht einer konventionellen flexiblen Schaltung und wird in 35 µ oder 70 µ Cu- Dicke ausgeführt. Polyflex-Schaltungen können auch als Innenlage in einer Multiflex-Schaltung mit symmetrischem Lagenaufbau oder in einem flexiblen Multilayer eingesetzt werden. Die integrierten steckoder lötbaren Kontaktfinger an flexiblen Auslegern dieser Schaltungstypen ermöglichen neue Wege bei der Lösung von Verdrahtungsproblemen. Die Kontaktfinger können gebogen sein, die häufigsten Biegeformen sind in Abb. 5 dargestellt. Die Geometrie der Kontaktfinger ist so ausgelegt, dass sie mit vielen Steckersystemen kompatibel ist und sich somit mittels einer Polyflex-Schaltung wahlweise gelötete oder lösbare Verbindungen realisieren lassen Polyflex-Schaltung mit 127 µ Polyimid-Verstärkungsdeckfolie 3 2 Polyflex-Schaltung mit FR4-V- Leiste gebogene Kontaktfinger und partieller Vergoldung 3 Zweilagig durchkontaktierte Polyflex-Schaltung 4 Kombination einer Polyflex-mit einer Multiflex-Schaltung. Im starren Bereich dreilagig durchkontaktiert 5 Biegeformen von Kontaktfingern 4 5

Kontaktfingerbereiche sowie die Lötaugen und andere Bereiche, in denen größere mechanische Stabilität nötig ist, werden meist in 250 µ dickem Cu ausgeführt.

5 Das Biegeverhalten von Polyflex-Schaltungen Wegen der größeren Cu-Dicke - größerer Abstand der Leiteroberflächen von der neutralen Faser - unterscheidet sich das Biegeverhalten von Polyflex-Schaltungen von dem Verhalten konventioneller flexibler Schaltungen. Der ca. 100 µ dicke flexible Bereich sowie der Übergangsbereich von 100 µ auf 250 µ Cu-Dicke an Kontaktfingern müssen dabei gesondert betrachtet werden. Walktests - Biegeradius R = 5 mm, 100 Hübe/min - mit parallelen, 100 µ dicken Leiterbahnen zeigen, dass nach ca Biegezyklen erste Haarrisse an der Oberfläche auftreten, die jedoch erst oberhalb Zyklen zur elektrischen Unterbrechung führen. Der Übergangsbereich von 100 µ auf 250 µ Cu-Dicke kann naturgemäß nicht auf höchste Flexibilität ausgelegt sein. 180 Biegungen mit Biegeradius R = 2 mm unter zusätzlicher Zugbelastung von 400 p führen hier nach ca. 150 Zyklen zur elektrischen Unterbrechung. Diese Werte zeigen, dass das Biegeverhalten von Polyflex-Schaltungen für alle Anforderungen und Situationen während der Montage, Verarbeitung sowie für Service-Fälle mehr als ausreichend ist. 1 Polyflex-Schaltung mit erhabenen Druckpunkten zur elektr. Kontaktierung, mit partieller Vergoldung Polyflex-Schaltung für Anwendung mit hoher Biegebelastung 3 Eingebaute Polyflex-Schaltung mit integrierten Befestigungslaschen 4 Polyflex-Schaltungen mit Sollbiegelinie 3 4

100 µ dicke flexible Bereich sowie der Übergangsbereich von 100 µ auf 250 µ Cu-Dicke an Kontaktfingern müssen dabei gesondert betrachtet werden.

6 Wann werden Polyflex-Schaltungen eingesetzt? Typische Anwendungställe von Polyflex-Schaltungen sind: - Die Verbindung zwischen Frontplattenelementen - Kodierschalter, Potentiometer, Stecker, Buchsen - mit einer Leiterplatte - Die feste oder lösbare Verbindung zwischen starren Leiterplatten - Der Einsatz als Verdrahtungselement bei großen Strömen. - Die Kontaktierung von LCD's Die Lieferung im Mehrfachnutzen ist möglich, wenn die Konturgebung beim Anwender erfolgt oder die Kontur perforiert vorgestanzt ist. Eine perforiert vorgestanzte Kontur erlaubt einfaches manuelles Trennen aus dem Nutzen nach dem automatischen Löten. Dies ist besonders bei Frontelementverdrahtungen von Vorteil, da dann das Einlöten der bestückten Polyflex-Schaltung in die Leiterplatte wiederum maschinell erfolgen kann. Vor der maschinellen Lötung sollten die Schaltungen wegen der Wasseraufnahme der Polyimid-Deckfolien jedoch getrocknet werden (3 h/140 C). 1 1 Polyflex-Schaltung zur Verbindung zweier Buchsen mit einer Leiterplatte 2 Typische Polyflex-Anwendung 3 Perforierte, vorgestanzte Polyflex- Schaltung 2 3

lösbare Verbindung zwischen starren Leiterplatten - Der Einsatz als Verdrahtungselement bei großen Strömen.

7 4 Kontaktierung von LCD's mit einer Polyflex-Schaltung 5 Strombelastungsdiagramm 4 5, 5

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