FAQs Starrflex Technologie

Andreas Schilpp, unser Experte für Starrflex Technologie, beantwortet wichtige technische Fragen rund um das Thema Starrflex.

Ihre gesuchte Frage ist hier nicht dabei?
Dann stellen Sie diese Frage gerne Herr Schilpp per Mail.

Welcher minimale Restring von Vias ist bei Starrflex zulässig?

Grundsätzlich gibt es hier keinen Unterschied zu starren Leiterplatten. Die Werte sind in der IPC-6013 definiert und sind abhängig von der IPC-Klasse.

Beispiel: Bei IPC Klasse 2 ist bis zu 90° Ausbruch des Lochs aus der Anschlussfläche erlaubt, bei IPC Klasse 3 muss der Restring bei Außenlagen mindestens 50µm, bei Innenlagen mindestens 25µm betragen.

Ist bei FR4 Semiflex Biegen in beide Richtungen erlaubt?

Wie in den Designregeln für FR4 Semiflex genau beschrieben, ist das Biegen grundsätzlich nur mit der Fräsfläche innen erlaubt. Für eine S-förmige Biegung sind zwei Biegebereiche (top/bottom) mit starrem Zwischenteil erforderlich.

Was sind die Unterschiede von LCP zu Polyimid?

Liquid Crystal Polymer Folien haben eine geringere Feuchtigkeitsaufnahme und sind¬ dimensionsstabiler als Polyimid. Die Verfügbarkeit ist schlechter, der Preis ist höher.

Kann eine Starrflex-LP mit UL gekennzeichnet werden?

Ja! Würth Elektronik hat vier Typen UL-gelistet. Neben der Brennbarkeit UL94 V-0 bzw. V-1 gibt es auch sogenannte „full recognition“ Typen mit MOT120, CTI und DSR-Kennzeichnung.

Eine Besonderheit stellt die Type „68“ dar, die eine Kriechstrom Klassifikation PLC2 (250…400V) aufweist.

Wie hoch sind die Kosten von FR4 Semiflex?

FR4 Semiflex setzt auf starren Leiterplatten auf, verwendet jedoch leicht angepasste Lagenaufbauten. Zusätzlicher Aufwand entsteht durch das tiefenkontrollierte Fräsen und den Flexlack durch Siebdruck für den Biegebereich.

Im Vergleich zu inhomogenen Systemen mit Kabel und Steckverbinder sind Kostenvorteile zumindest auf Systemebene zu erwarten – bei geschirmten Kabeln und Steckern sogar auf Komponentenebene bei gleichzeitig besserer Performance!

Wie kann RA-Kupfer/ED-Kupfer in statischen/dynamischen Applikationen verwendet werden?

Für statische Anwendungen (IPC-2223 Use A – „flex-to-install“) oder dynamische Anwendungen mit wenigen Zyklen oder unkritischen Biegeparametern reicht elektrolytisch abgeschiedenes Kupfer = ED-Kupfer (Electro-Deposited). Walzkupfer oder RA-Kupfer (Rolled-Annealed) wird bei dynamischen Anwendungen (IPC-2223 Use B – „dynamical bending“) verwendet. Bekannt sind Anwendungen mit mehreren Milliarden Biegezyklen.

ACHTUNG

  • Walzkupfer hat eine Vorzugsrichtung MD = machine direction.
    Senkrecht dazu sind die Biegeeigenschaften deutlich schlechter.  
  • Bei außen liegender Flexlage wird in der Regel der Flexbereich mit der Außenlage metallisiert.
    Diese Aufmetallisierung hat damit ED-Qualität.  
  • Weitere Kupferqualitäten sind in der IPC-4562 beschrieben.  

Stellt Würth Elektronik Lagenaufbaupläne zur Verfügung?

Ja, gerne stellen wir Ihnen Standard Aufbaupläne oder speziell für Sie angepasste Lagenaufbaupläne zur Verfügung, zum Beispiel für Designs mit definierten Impedanzen.

Einige Standard Lagenaufbaupläne finden Sie auf unserer Webseite.

Mit welcher Software kann Starrflex layoutet werden?

Praktisch mit jedem EDA-Programm, von eagle bis Mentor. Die Definition der flexiblen und starren Bereiche geschieht auf einer zusätzlichen Hilfslage.

Welche maximale Kupferdicke ist bei Starrflex möglich?

Nominal 70 µm (übliche Toleranzen nach IPC wie bei starren Leiterplatten).

Können Gigabitsignale mit Starrflex übertragen werden?

Ja, viele USB3-Kameras setzen starrflexible Leiterplatten ein. Wichtig dafür ist ein sorgfältig abgestimmtes Design mit definierten Impedanzen. Teilweise werden dazu auch Polyimidkerne mit 75µm oder 100µm Dicke eingesetzt.

Flex innen oder außen liegend- was sind die Vor- und Nachteile und was empfehlen Sie?

Ganz einfach ausgedrückt empfehlen wir:

  • 1 Flexlage ⇒ außen ⇒ günstig
  • 2 oder mehr Flexlagen ⇒ innen ⇒ teurer
  • dynamische Anwendung mit vielen Biegezyklen ⇒ innen + RA-Kupfer

Kommt FR4 Semiflex auch für den Online-Shop WEdirekt?

Das ist noch nicht geplant, aber für die Zukunft vorstellbar, da diese Technologie sehr nahe an der Standardtechnik ist.

Wie ist die Biegbarkeit von FR4 Semiflex mit WIRELAID Drähten?

Die Entwicklung dieser Kombination mit integrierten Drähten 100 µm x 500 µm ist noch nicht abgeschlossen. Versuche zeigen eine sehr gute Biegbarkeit. Wichtig ist ein mechanisch gleichmäßiges Design.

Kann Wärme zum Biegen von Semiflex eingesetzt werden?

Im Prinzip ja, aber wir empfehlen es nicht. Um eine spürbare Erweichung des Epoxyharzes zu erreichen, müßten Temperaturen deutlich oberhalb Tg angewendet werden, wodurch der Biegebereich altern und verspröden kann. Dagegen empfehlen wir bei Bedarf eine Optimierung des Lagenaufbaus und insbesondere die Verwendung von Biegehilfen!

Wie verhalten sich die Kosten, wenn von beiden Seiten gefräst werden muss?

Der Mehraufwand ist gering, weil nur Rüst, Be- und Entladezeit zweimal beim Fräsen anfällt und der Flexlack zweimal gedruckt werden muss. Als grobe Hausnummer gehen Sie mal bitte von ca. 10% Mehrkosten aus.

Wie hoch ist die thermische Belastbarkeit von Semiflex (Umspritzung mit Kunststoff)?

Die thermische Belastbarkeit entspricht der des eingesetzten Basismaterials, also FR4 oder FR4 mit höherem Tg bzw. T260 Wert. Bei der Konstruktion des Spritzgußwerkzeugs muss die Formfüllung so konstruiert werden, dass der dünne Semiflexbereich nicht beschädigt wird.

Ist eine Verwendung von Semiflex bei einem Biegeradius von 3 mm möglich und was muss ggf. dabei beachtet werden?

Laut Designregeln ist der Standard Biegeradius 5mm bzw. mit angepaßtem Lagenaufbau 4 mm. Kleinere Biegeradien sind prinzipiell möglich, müssen aber auf jeden Fall anwendungsspezifisch konstruiert und qualifiziert werden. Hierbei unterstützen wir Sie gerne.

Wie hoch ist die maximale Stromtragfähigkeit, auch bei gleichmäßiger Belastung aller Semiflexleitungen?

Diese Frage kann so nicht beantwortet werden. Für die Stromtragfähigkeit ist die IPC-2152 "Designrichtlinie für die Bestimmung der Stromtragfähigkeit von Leiterplatten" anzuwenden. Wichtige Parameter sind neben dem designbedingten Leiterquerschnitt auch die maximal zulässige Übertemperatur und der Leiterplattenaufbau!

Wie ist der Preisunterschied zwischen einer Leiterplatte 2-lagig und einer FR4 Semiflex mit 2 Lagen und einem Biegebereich?

Die Kosten einer FR4 Semiflex Leiterplatte bestimmen sich aus den Kosten für die starre Leiterplatte plus dem Mehraufwand für das Präsisions-Tiefenfräsen und dem Prozess für den flexiblen Lötstopplack. Der Fräsaufwand ist von der Größe des Biegebereichs abhängig und so kann der Mehrpreis dafür zwischen 10 und 100% liegen. Gerne erstellen wir Ihnen für Ihr Design ein Richtpreisangebot auf Basis einer Zeichnung oder Skizze.