Leiterplatten (PCBs) umfassen zahlreiche Technologien und Aufbauten, die an die elektrischen, thermischen und mechanischen Anforderungen der jeweiligen Anwendung angepasst sind.

Epoxidharz (FR-4), PTFE (Teflon), Aluminium, Polyimid … jedes Basismaterial erfüllt einen bestimmten Zweck und erfordert angepasste Fertigungsprozesse. Die Wahl des Substrats ist ein entscheidender Faktor für die Leistung und Zuverlässigkeit der Leiterplatte.

PMB bietet eine breite Auswahl an Laminaten, von FR-4 (Glasepoxid) bis hin zu flexiblem Polyimid, ausgewählt nach Leistung, Zuverlässigkeit und den Anforderungen jedes Projekts.

Lieferantenauswahl ist strategisch. PMB hat führende Hersteller ihrer Märkte qualifiziert:

Unterstützte Materialien: FR4 , IMS (Aluminium) , CEM3 , POLYIMIDE , ROGERS

STARRE Laminate

PMB bietet ein optimiertes Sortiment an „starren“ Laminaten – FR-4, starres Polyimid und CEM-3 – sorgfältig ausgewählt von den zwei führenden chinesischen Herstellern nach Volumen: "KB Laminates" und "Shengyi"

Entdecken Sie unten die einzelnen Materialien, ihre wichtigsten technischen Eigenschaften und laden Sie das Datenblatt (PDF) herunter

# STARRE LAMINATE – STANDARD-FR4 FÜR 1- UND 2-LAGIGE LEITERPLATTEN

Für ein- und doppelseitige Leiterplatten verwendet PMB Produkte des Herstellers « KB Laminates », des weltweit führenden Anbieters von Standardlaminaten. Diese Wahl garantiert:

• Standardlaminat mit ausgezeichnetem Preis-Leistungs-Verhältnis
• weltweite Verfügbarkeit und Zertifizierungen
• Langfristige Zuverlässigkeit des Herstellers und Kontinuität der Produktreferenzen

# „RIGID“-LAMINATE – PREMIUM-FR4 FÜR MEHRLAGIGE PCBs

Für anspruchsvollere mehrlagige PCBs verwendet PMB „Premium“-Produkte des Herstellers SHENGYI Laminates, der als weltweit führend bei Hightech-Laminaten gilt. Diese Wahl garantiert:

• Laminat in überragender Qualität. Präzise und gleichmäßige Planarität. Gleichmäßige Kupferdicke
• Höhere Beständigkeit gegen thermische Zyklen
• Niedrigerer CTE in Z-Richtung – verbessert die Zuverlässigkeit der PTH-Kontaktierung

Weitere Laminate und Dicken

# „RIGIDE“ LAMINATE – POLYIMID MIT SEHR HOHEM TG (TG 250)

Polyimidlaminate werden für Leiterplatten verwendet, die für den Betrieb bei erhöhten Temperaturen ausgelegt sind. Sie bieten hohe thermische Stabilität und behalten ihre mechanischen und dielektrischen Eigenschaften auch unter anspruchsvollen Bedingungen bei.

Polyimidmaterialien werden häufig in folgenden Anwendungen eingesetzt:
Satelliten / Avionik / Radarsysteme / Flugsteuerungselektronik / Weltraumelektronik

# "STARRE" LAMINATE – CEM3 (THERMISCH)

Thermisches CEM-3 ist ein Epoxid-Glas-Verbundlaminat, ähnlich wie FR4. Die wichtigsten Unterschiede zu FR4 sind:

• Verstärkung aus Glasvlies.
• Verbesserte Wärmeableitung (höhere Wärmeleitfähigkeit).
• Charakteristische milchig-weiße Optik.
  

Aufgrund seines Kerns aus nicht gewebter Glasfasermatte wird CEM-3 am häufigsten für einseitige und doppelseitige Leiterplatten verwendet und ist generell für geringe Lagenzahlen empfehlenswert.
Es wird häufig für LED-Beleuchtungs- und Treiberplatinen sowie Netzteilplatinen verwendet.

Wir bieten folgende Optionen: Materialdicke: 0.9 bis 1.8 mm; Kupfer-Enddicke: 35 µm und 70 µm.

Datenblatt:SHENGYI ST215 (CEM3)

# „STARRE“ LAMINATE – HALOGENFREIES FR-4

Halogenfreies FR-4 verwendet ein halogenfreies flammhemmendes Materialsystem und eignet sich für Leiterplatten, die Umweltkonformität, thermische Zuverlässigkeit und mehrere Reflow-Zyklen erfordern. Die Materialauswahl kann anhand der IEC 61249-2-21 hinsichtlich des Chlor-, Brom- und Gesamthalogengehalts bewertet werden; die tatsächliche Konformität richtet sich nach dem Prüfbericht des ausgewählten Materials.

• Unterstützt halogenfreie FR-4-Materialien mit Standard-Tg und hohem Tg
• Geeignet für bleifreies Reflowlöten und wiederholte Temperaturwechsel
• Materialreferenzen, UL-Zertifizierungen und Prüfdaten zur Halogenfreiheit sind verfügbar
• Geeignet für Automobilelektronik, Industriesteuerungen, Netzteile und Exportprodukte

Gängige halogenfreie Leiterplattenlaminate sind S1151G (FR-4) und S1170G (FR-4). Die folgende Tabelle enthält ausgewählte Parameter dieser Laminate:

Wir bieten fortschrittliche Fertigungsdienstleistungen für halogenfreie Leiterplatten. Unsere vollständigen Fertigungsmöglichkeiten finden Sie in der folgenden Tabelle:

Die folgenden Branchen benötigen oder empfehlen häufig halogenfreie Leiterplatten:

• Unterhaltungselektronik: Smartphones, Laptops und Wearables
• Fahrzeugelektronik: Motorsteuergeräte, Infotainmentsysteme und Sensoren
• Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung: Avionik- und Leitsysteme
• Medizintechnik: implantierbare Medizinprodukte und bildgebende Geräte
• Grüne Energie: Solaranlagen, Energiespeichersysteme und Windkraftanlagen

Besonders geeignet für Anwendungen mit Anforderungen an die Flammwidrigkeit oder erhöhter Empfindlichkeit gegenüber Korrosion und langfristiger Zuverlässigkeit.

Materialreferenzen und Prozessparameter werden anhand des Lagenaufbaus, der Leiterplattendicke, der Kupferdicke, der Betriebstemperatur und der Reflow-Bedingungen technisch geprüft. Bitte stellen Sie bei einer Angebotsanfrage Gerber-Dateien, den Lagenaufbau und den angestrebten halogenfreien Standard bereit.

HF-LEITERPLATTE (HOCHFREQUENZ)

Laminatwerkstoffe vom Typ Rogers sind Kohlenwasserstoff-Keramik-Materialien, die für Hochfrequenz-Leiterplattenanwendungen (Breitbandschaltungen, Sensoren usw.) entwickelt wurden. Sie zeichnen sich durch eine eng kontrollierte Dielektrizitätskonstante (Dk) und geringe Verluste aus und ermöglichen eine präzise Impedanzkontrolle.

Für Prototypen und Kleinserien bietet PMB die folgenden Laminatreferenzen an:

IMS – Aluminiumkern

IMS (Insulated Metal Substrates) sind Laminate mit einem Aluminiumkern und werden vor allem wegen ihrer hervorragenden Wärmeableitung und ihres Wärmemanagements eingesetzt.

IMS-Leiterplatten kommen hauptsächlich in LED-Beleuchtungen und Stromversorgungen zum Einsatz, bei denen ein effizientes Wärmemanagement entscheidend ist.

PMB bietet einseitige und doppelseitige IMS-Lösungen an. Bitte kontaktieren Sie uns, um die Machbarkeit doppelseitiger IMS zu bestätigen. Optional kann eine Seite der Leiterplatte mit einem Klebstoff versehen werden.3M-9460

Schwarz (matt oder glänzend) und Weiß sind die gängigsten Lötstopplackfarben. Die Wahl hängt von der optischen Leistung ab: Weiß verbessert die Lichtreflexion, während Schwarz Reflexionen begrenzt und Streulicht absorbiert.

SMI-Substrate sind mit verschiedenen Isolationsdicken zwischen Kupfer und Aluminiumbasis erhältlich. PMB liefert 120 µm als standardmäßige Isolationsdicke.

PMB bietet folgende IMS-Materialreferenzen an:

• BOYU AL-01-B-10 - 1,0 W/mK
• BOYU AL-01-B-15 - 1,5 W/mK
• BOYU AL-01-B-20 - 2,0 W/mK
• BOYU AL-01-B-30 - 3,0 W/mK
• BOYU AL-01-B-50 - 5,0 W/mK
• BOYU AL-01-B-80 - 8,0 W/mK
  
  

Keramik-Leiterplatte

Keramik-Leiterplatten verwenden fortschrittliche Keramiksubstrate wie Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid, um Wärme effizient abzuleiten und zugleich die elektrische Isolation aufrechtzuerhalten. Sie eignen sich für Designs, bei denen Standard-FR-4 die Anforderungen an Wärmemanagement, elektrische Leistung oder langfristige Zuverlässigkeit nicht erfüllen kann. Keramiksubstrate bieten einen direkten Wärmeableitungspfad von den Hotspots der Bauteile und schaffen eine stabile Plattform für elektronische Produkte mit hoher Leistung, hohen Temperaturen und hohen Frequenzen.

Warum ein Keramiksubstrat wählen?

• Hohe Wärmeleitfähigkeit sorgt für eine effiziente Ableitung der von Leistungsbauteilen und LEDs erzeugten Wärme.
• Verbindet elektrische Isolation mit stabilen dielektrischen Eigenschaften für anspruchsvolle Schaltungsdesigns.
• Niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient; Aluminiumnitrid entspricht der Wärmeausdehnung von Silizium besser.
• Beständig gegen hohe Temperaturen, Feuchtigkeit und chemische Korrosion und daher für raue Betriebsumgebungen geeignet.

Gängige Keramiksubstratmaterialien:

Die Wärmeleitfähigkeitswerte sind Referenzbereiche für die Materialien. Die endgültige Auswahl hängt von der angegebenen Keramikqualität, dem Metallisierungssystem, dem Prozessprofil der Montage und der tatsächlichen Anwendungsumgebung ab.

Verfügbare Strukturen und Fertigungsverfahren:

• Wählen Sie je nach Schaltungsdichte und thermischen Anforderungen einlagige oder mehrlagige Keramikstrukturen.
• Dickschichtverfahren eignen sich für robuste, zuverlässige siebgedruckte Leiterzüge in industriellen Umgebungen.
• Dünnschichtverfahren eignen sich für Präzisionsmetallisierung, feine Raster und Hochfrequenz-Leiterbahnführung.
• Eine Hybridkonstruktion aus Keramik und FR-4 kann verwendet werden, wenn die Leistung mit den Systemkosten in Einklang gebracht werden muss.

Typische Anwendungen:

• Kompakte Baugruppen für Leistungselektronik, LEDs oder begrenzte Wärmeableitungspfade.
• Produkte für den Betrieb bei hohen Temperaturen oder unter wiederholten Temperaturwechseln, die eine hohe Substratstabilität erfordern.
• HF- und Hochfrequenzdesigns, die eine stabile dielektrische Leistung und geringe Verluste erfordern.
• Anwendungen, die Feuchtigkeit, korrosiven Medien oder starken mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Bitte geben Sie bei einer Angebotsanfrage die Betriebstemperatur, Verlustleistung, Isolationsanforderungen, den Frequenzbereich und den vorgeschlagenen Lagenaufbau an. Materialgüte, Lagenzahl, Kupferdicke, Via-Struktur und Oberflächenfinish müssen vor der Produktion durch eine technische Prüfung bestätigt werden.

FLEXIBLE LEITERPLATTE

Flexible Leiterplatten (FLEX) ermöglichen flexible Verbindungen zwischen Leiterplatten und erlauben den Einbau von Elektronik in beengte oder bewegliche Bereiche, in denen starre Leiterplatten ungeeignet sind.

FLEX-Leiterplatten sind dünn und leicht, und ihre Geometrie lässt sich an die mechanischen Anforderungen des Endprodukts anpassen. Zudem bieten sie eine gute Vibrationsfestigkeit und werden deshalb häufig in kompakten elektronischen Geräten mit hoher Integrationsdichte eingesetzt.

Bei diesen Produkten wirdPOLYIMID als Basismaterial verwendet.

Polyimiddicken: 12 µm, 25 µm (Standard), 50µm

Fertige Kupferdicken: Flex 1-lagig : 18, 35, 70 μm, Multilayer-FLEX : 25, 45, 85 µm

Versteifungen — Zur Verstärkung bestimmter Bereiche (z. B. Anschlusszonen, SMD-Bestückungsbereiche oder zur Begrenzung von Biegezonen) können eine oder mehrere Versteifungen an einer FLEX-Leiterplatte angebracht werden. Versteifungen können auf der Oberseite, Unterseite oder auf beiden Seiten angebracht werden. Sie werden mit einem wärmeaktivierbaren Klebstoff verklebt.

Versteifung – Verfügbare Dicken: Polyimid: 0.075 .. 0.25 mm, FR4 : 0.3 .. 1.5 mm

Optional kann eine Klebeschicht hinzugefügt werden. Als Standardreferenz gilt 3M 9077.

RIGID-FLEX

Eine RIGID-FLEX-Leiterplatte ist eine hybride Konstruktion, die starre Leiterplattenbereiche und flexible Verbindungen in einer einzigen Struktur kombiniert.

Diese Architektur reduziert Steckverbinder und Verkabelung, erhöht die Zuverlässigkeit und spart Platz im Endprodukt.

Die Fertigung von Rigid-Flex-Leiterplatten kombiniert starre und flexible Fertigungsprozesse und erfordert nachgewiesene Fachkenntnisse in mehreren wichtigen Schritten:

• Fräsprozess
• Metallisierung von Lagen und Vias
• Lagenlaminierung (Verpressen)

Nur wenige Leiterplattenhersteller beherrschen diese Technologie. Rigid-Flex bietet jedoch zahlreiche Vorteile hinsichtlich Größe, Zuverlässigkeit und Gewichtsreduzierung.

Die Technologie kommt in vielen Anwendungsbereichen zum Einsatz, etwa bei medizinischen Geräten, in der Luftfahrt und in der Automobilelektronik.

• Zuverlässigkeit: Wegfall der Verbindungen zwischen Leiterplatten, die eine der häufigsten Fehlerquellen in der Elektronik darstellen.
• Platzersparnis: Wegfall von Steckverbindern zwischen Leiterplatten und weniger Lötstellen.
• Gewichtsreduzierung.
• Kostensenkung: Wegfall von Steckverbindern und Verbindungskabeln zwischen Leiterplatten.
• Verbesserte Signalübertragung durch Homogenisierung der Leiterbahnen.
• Zeitersparnis: Die Baugruppe ist bereits montiert.

SAFE-PCB.com bietet die folgenden Standard-Lagenaufbauten an

• Starrmaterial: FR4 TG 180 (S1000-2).
• Flexmaterial: Polyimid.
• Dicke des starren Bereichs: 0.25 .. 3.2 mm.
• Lagenzahl im starren Bereich: bis zu 8.
• Flexlagen: 2.
• Oberflächenfinish des starren Bereichs: ENIG.
• Oberflächenfinish des flexiblen Bereichs: ENIG.
• Maximale Panelgröße: 1020 x 520 mm.

Für zuverlässige Rigid-Flex-Designs empfiehlt PMB die folgenden Layoutregeln:

• Keine Vias im flexiblen Bereich.
• Vias mit „Teardrops“ gestalten.
• Im flexiblen Bereich abgerundete Ecken mit großem Radius bevorzugen.
• Keine Änderung der Leiterbahnbreite oder -richtung im Biegebereich.
• Leiterbahnen senkrecht zum Verbindungsbereich zwischen starr und flexibel führen.