Anschlussfinger | Polyimidkern | lötbare Finger | flexible Leiterplatte | optional geformt

Beim klassischen Sculptured Flex gibt es in den Fingern kein Polyimid, sondern die Anschlüsse sind aus Vollkupfer. Die Finger bei sculptured Flex liegen bare-metal und ungestützt frei. Bei Leiton bleibt ein durchgehender Polyimidkern in den Anschlussfingern. Das macht die Biegewurzel robuster und die Fertigung günstiger.

Die Formung ist optional. Die Finger können gerade aus der Leiterplatte austreten und flach gelötet oder in eine Buchse gesteckt werden. Geformt werden sie nur, wenn eine winklige oder mehrebene Verbindung gebraucht wird.

Zu trennen sind die Lagen der gesamten Leiterplatte und die Lagen, die bis in den geformten Finger laufen. Die flexible Leiterplatte kann vier- oder sechslagig aufgebaut sein. Diese Lagen liegen dann im flexiblen Bereich oder im starren Verbund, nicht zwingend im Finger. Der Finger selbst bleibt dünn, damit er sich sauber umformen und rundum verzinnen oder vergolden lässt, typisch zwei Kupferlagen mit Polyimidkern. Ein dicker Mehrlagenstapel im Finger würde beim Biegen reißen. Wie viele Lagen in den Finger geführt werden und wie viele nur im Körper bleiben, wird projektbezogen festgelegt.

Für eine vollständige, umschließende Aufkupferung der Finger muss das Kupfer von beiden Seiten zugänglich sein. Einlagig liegt das Kupfer nur auf einer Seite des Polyimids, die andere Seite ist mit dem Träger verbunden und nicht plattierbar. Erst ab zwei Lagen lassen sich die Finger rundum aufkupfern und über die Kantenmetallisierung verbinden, sodass beide Flächen und die Kanten verzinnt oder vergoldet sind.

Biegewinkel ab 90°, Wiederholgenauigkeit ±3°. Mehrfachbiegungen sind über Werkzeuge mit vielen Freiheitsgraden möglich.

Eine feste Stückzahlgrenze gibt es nicht. Die gerade Variante braucht kein Werkzeug und ist damit auch bei Einzelstücken unkompliziert. Die geformte Variante erfordert ein kundenspezifisches Biegewerkzeug mit einmaligen Setup-Kosten. Ob sich das rechnet, hängt vom Projekt ab, nicht allein von der Menge. Verlangt die Anwendung die Formung zwingend, kann sich das Werkzeug auch bei einem einzigen Teil lohnen. Bei unkritischer Geometrie und kleiner Menge kann umgekehrt eine andere Lösung günstiger sein. Wir bewerten das je Anfrage.

ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold, chemisch Nickel plus Tauchgold) eignet sich für gerade, ungeformte Finger und für flache Kontaktflächen, die nicht gebogen werden. Es liefert eine ebene, gut lötbare und lagerstabile Oberfläche. Für die geformten Finger ist ENIG nicht geeignet, weil die harte, spröde Nickeleschicht beim Biegen reißt und der Riss bis in das Kupfer läuft. Das gilt ebenso für ENEPIG, weil auch dort Nickel enthalten ist.

Die Oberfläche wird vor dem Formen aufgebracht und muss die Biegung mitmachen, die Belastung wirkt am Ende auf den fertigen Überzug. Galvanisches Zinn ist sehr duktil, Bruchdehnung rund 50 Prozent, und mit rund 10µm ausreichend dick. Es wird beim Biegen mitgedehnt, bleibt geschlossen und deckt das Kupfer auch nach der Umformung umschließend ab. Chemisch Zinn (Immersion Tin) ist dagegen sehr dünn und besteht zu großen Teilen aus der spröden Kupfer-Zinn-Verbindung, die beim Biegen aufreißt und das Kupfer freilegt. Deshalb ist galvanisches Zinn für die geformten Finger die passende Wahl.

Hier sind zwei Fälle zu unterscheiden. Beim einmaligen, dauerhaften Umformen der Finger erreichen wir einen Innenbiegeradius von rund 0,3 mm, das entspricht etwa der Materialdicke, also rund 1:1. Das ist ein Umformlimit am Materialrand, kein Radius für wiederholtes Biegen. Möglich ist der enge Radius, weil der Finger nur einmal plastisch in Form gebracht wird und danach in dieser Form bleibt, vergleichbar mit dem Formen von Anschlussbeinen, nicht mit einer Flexbiegung im Betrieb. Soll der Finger dagegen flexibel bleiben oder im Betrieb mehrfach bewegt werden, gelten die Service-Richtwerte nach IPC-2223 (Designnorm für flexible Leiterplatten), also rund das Sechsfache der Materialdicke bei einlagigem und rund das Zehn- bis Zwölffache bei zweilagigem Aufbau, jeweils mit Sicherheitsmarge gegen Kupferermüdung. Der produktspezifische Wert wird projektbezogen festgelegt.

Nach Eingang der Layoutdaten liegt eine Machbarkeitseinschätzung mit Kostenrahmen vor. Die gerade Variante ohne Werkzeug lässt sich als Muster fertigen. Bei der geformten Variante kommt die einmalige Werkzeugerstellung hinzu. Serie und Folgeaufträge laufen anschließend deutlich schneller ab.