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LEITERPLATTEN IM ÜBERBLICK
Technologieinformationen, wichtige Downloads, interessante Sondertechnologien, die richtigen Ansprechpartner und Ihre Vorteile bei Leiton.
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FR4 PCB Leiterplatten & Platinen (Multilayer bis 40 Lagen)

Starre Leiterplatten mit dem gewissen "Extra"

Galvanik Prototypen-Leiterplattenherstellung

"Leiterplatten sind nicht nur eine weitere Position in der Bauteilliste." Dieser Satz sollte jedem in der Elektronikbranche sofort einleuchten.

Denn während die meisten Bauteile in millionen Stückzahlen “von der Stange” kommen, werden Leiterplatten stets individuell für die Projekte hergestellt. Gleichzeitig bilden sie den Träger und das Verbindungsstück zwischen allen anderen Bauteilen. Die Leiterplatte bringt die Elektronik erst “zum Spielen”.

Dieser immens wichtigen, zentralen Rolle der Leiterplatte in Bezug auf Zuverlässigkeit und Qualität sind wir uns stets gewahr, wohlwissend, dass die Herstellung jedes Mal aufs Neue ihre individuellen Herausforderungen mit sich bringt. Sorgfältige Beratung, Planung und Produktion sind die drei Grundpfeiler der Leiterplattenherstellung, damit auch hochkomplexe Sondertechnologien gelingen.

Industriell hergestellte Qualitätsleiterplatten

Bohr-Fräs-Doppelspindel mit Kamerasystem

Leiton bietet Ihnen ein weites Spektrum an hochwertigen Leiterplattentechnologien und Gestaltungsmöglichkeiten zu Abwicklung und Logistik.

Durch Standorte in Deutschland und China können wir von Express-Prototypen bis zur Großserie jedes erforderliche Volumen fertigen und ihre Muster erfolgreich in die Serienfertigung bringen. Ein großes Team an Experten in den Bereichen Technik, Qualität, Logistik, Produktion und Vertrieb steht Ihnen persönlich zur Seite, um ihre Anforderungen umzusetzen.

Neben den üblichen “Make to Order”-Abläufen sind wir spezialisiert auf unterschiedlichste Logistikvereinbarungen zur optimalen Lieferbereitschaft wie Abruflager, Konsignationslager, See-Luft-Split-Lieferung von Serien und flexible Rahmenübereinkünfte.

Ansprechpartner
Igor Sandara
Technischer Vertrieb
+49 (0)30 701 73 49 24
Marco Schiller
Technischer Vertrieb
+49 (0)30 701 73 49 0
Dipl. Kfm. Daniel Hartmann
Technischer Vertrieb
+49 (0)30 701 73 49 0
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Technologie
für starre Leiterplatten

Optionen

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MaterialeigenschaftenTG130, TG150, TG170, (TG230 - kein FR4), halogenfrei, schwarzes FR4
MaterialherstellerEMC, Panasonic, Isola, Ventec, ShengYi, ITEQ, King Board, NanYa, uvm.
Materialdicken0,1 mm bis 4,8 mm
Maximale LeiterplattengrößeDeutschland 508x572mm2, China 1/2-Lagen 530x606mm2, Multilayer 516x592mm2, weitere Übergrößen auf Anfrage
Kupferdicken18µm / 35µm / 55µm / 70µm / 105µm / 140µm / 210µm / 300µm / 400µm
Lagenzahl1 bis 40 Lagen
OberflächenHAL-bleifrei, HAL, ENIG, ENEPIG, chemisch Zinn, chemisch Silber, OSP, Hartgold
Mechanische BearbeitungFräsen, Ritzen, Sprungritzen, Anfasen, Semi-Flex, Tiefenfräsen, Senkbohrungen, Stanzen
Bohr-OptionenMicro-Vias, Blind-Vias, Laser-Vias, Stacked-Vias, Einpresstechnik
MetallisierungenKantenmetallisierung, Briefmarkenkonturen, Half-Opens, Langlöcher, metallisierte Schlitze, metallisierte Tiefenfräsungen
LötstoppLack, Flexlack, Coverlay.
Lack-Farben: Grün, schwarz, rot, blau, gelb, weiß, Sonderfarben und Mattlacke
Sonder-LackeAbziehlack, Karbondruck, UV-Reflektionslack, Bestückungsdruck
Sondertechnologien2mil Strukturen, Spulen, Rahmen-Technik, einseitig Prepreg oder Kern verpresst, FR4-Flex, 3M auf FR4, LP Nummerierung, Sonderlagenaufbauten, Impedanzmessung, Plugging, Filling & Tenting, Kupfer-VIA-Filling
Qualitätsmanagement & ZertifizierungenISO 9001, ISO 14001, UL, IPC2/IPC3, IATF 16949, EMPB, VDA2, PPAP, Schliffe, Vermessungen, Konformitätserklärungen, Datenblätter, ESD-Verpackung
LogistikRahmen-Aufträge, Konsignationslager, Abruf-Lager, See-Luft-Split-Aufträge, Express-Lieferung ab 2 Arbeitstagen
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Sondertechnologien
Starre Leiterplatten (FR4, Rogers, Hoch-TG)


24-Lagen Multilayer

Hochlagige Multilayer bis zu 24 Lagen können als Prototypen und in Serie hergestellt werden. Hybride Aufbauten, Sacklöcher, Feinstleiter, vergrabene Bohrungen und Kupferdeckel-Plugging für BGAs sind hier in Kombination möglich. Als Endoberfläche wird hier meistens ein chemisch Gold (ENIG oder ENEPIG) gewählt.
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Sonderaufbauten

Sonderaufbauten können diverse Dinge verschiedener Leiterplatten beinhalten oder vereinen. Es können verschiedene Materialien miteinander kombiniert werden (sog. Hybride) oder auch unkonventionelle, asymmetrische Aufbauten hergestellt werden. Auch sind unter Umständen unterschiedliche Kupferdicken in den jeweiligen Lagen realisierbar.
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Sonderkonturen

Alle Leiterplatten können mit Sonderkonturen, Innenfräsungen oder auch durchkontaktierten Fräsungen hergestellt werden. Hierfür fallen meist keine Aufpreise an. Fräsungen sind bis zu einem minimalen Durchmesser von 0,7mm möglich. Auch können auf Wunsch verschiedene Werkzeuge wie Flachkopf-Fräser eingesetzt werden.
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Tiefenfräsungen

Tiefenfräsungen (auch Z-Achsen-Fräsungen) auf Platinen können in beliebigen Formen und Tiefen sicher hergestellt werden. Es sind Kanäle wie auch ganze Flächen möglich. Je nach Anforderung können normale Fräser oder Flachkopf-Fräser verwendet werden, welche dann eine glattere Ebene erzeugen, die zum Beispiel bei Semi-Flex erforderlich ist.
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0,1 - 4,0 mm FR4

Starre Leiterplatten sind in einer nahezu übergangslosen Bandbreite von 0,1mm bis zu 4,0mm Dicke herstellbar. In Kombination mit verschiedensten Kupferdicken und Materialeigenschaften wie Hoch-TG oder Kriechstromfestigkeiten (CTI) ergibt sich hieraus ein dauerhaft verfügbares Lager, das hunderte von Materialtypen beinhaltet.
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Senkbohrungen

Zur optimalen Installation der Leiterplatte in der Baugruppe können beliebig viele Senkbohrungen angebracht werden, so dass die Schraubköpfe später nicht mehr sichtbar sind. Verschiedene Winkel stehen zur Auswahl. Die Tiefe reguliert dabei die Breite der Schraubköpfe. Durch den hohen Aufwand entstehen hier jedoch Mehrkosten.
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Abdecklack

Wenn Sie bestimmte Bereiche vor dem Einfluss von Lot schützen möchten bzw. diese Bereiche erst später im Prozess löten wollen, so kann partiell Abdecklack auf der Leiterplatte aufgetragen werden. Dieser schützt die Bereiche vor Lot, lässt sich aber leicht und rückstandsfrei entfernen, wenn gewünscht. Die Oberfläche darunter bleibt lötbar.
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Karbondruck

Für Tastaturen und Taster kann partiell Karbondruck auf der Leiterplatte aufgetragen werden. Dieser erhöht die Abriebfestigkeit in den Tastbereichen und ist deutlich günstiger als die Alternative mit Hartgold. Allerdings sind auch hier einige Layoutregeln zu beachten, da der Karbondruck zunächst flüssig aufgebracht wird und leicht verläuft.
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Schliffe & Berichte

Qualitätssicherung ist wichtig, aber die Dokumentation ebenfalls. Wir verstehen die Bedeutsamkeit von Sicherheit und bieten daher eine Breite an individuellen Messungen sowie Dokumentationen für Ihre Serien-Projekte an. Diese gehen über Schliffe, Erstmusterprüfberichte, Impedanzmessberichte, bis hin zu individuellen Maß- oder Widerstandsprüfungen.
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Sonderfarben

Farben wie rot, blau und lila gehören genauso zum stets verfügbaren Standard wie grün, weiß und schwarz. Diverse Matt-Töne stehen zur Auswahl. Auch eigens angemischte Sonderfarben sind möglich, jedoch ist dies oft nur bei größeren Serien wirtschaftlich sinnvoll. Wir pflegen eine extensive Auswahl an Lackmustern, fordern Sie gerne Muster an.
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DCC-Druck

Sollte es wichtig sein, die Chargen oder gar jede einzelne Leiterplatte über einen individuellen Code rückverfolgbar zu machen, können IDs auf den Platinen aufgebracht werden. Dafür bieten sich hier DCC an, welche genormt sind und von Scannern ausgelesen werden können. Je nach Komplexität des Codes (Länge der ID) können solche DCC-Felder nur wenige Millimeter groß sein.
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Rahmen-Test-Coupon

Für sehr genaue Impedanzmessungen kann die repräsentative Vermessung eines Coupons nicht mehr ausreichen. Auch müssen die Leiterplatten exakt den Messungen zuordenbar gemacht werden. In diesem Fall integrieren wir gern einen Test-Coupon im Nutzen, so dass weiterhin in der Prozesskette nachgemessen werden kann.
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Unsere Leiterplatten im Detail

Materialien & Eigenschaften von FR4

FR4-Material ist starr und hat sich heute gegenüber z.B. Pertinax, FR1 oder CEM1 als das Standardmaterial für Leiterplatten durchgesetzt. "FR" steht für "flame-retardant" ("Flamm-hemmend") und hat die UL-Klassifizierung 94V0. Es bildet bei Starrflex-Platinen den stabilen Teil, auf denen Bauteile bestückt werden können. Eine beliebte kostengünstige Variante, um FR4-Platinen teilweise biegbar zu machen, ist der sogenannte "Semi-Flex", bei dem Bereiche einfach tiefengefräst werden, um eine gewisse Flexibilität zu erreichen. Übliche Hersteller für FR4-Basismaterialien sind EMC, ISOLA, Panasonic, Kingboard, Shengyi und Nanya.

Materialien von FR4 Leiterplatten

FR4-Basismaterial besteht aus den Werkstoffen Epoxy und einem Glasfasergewebe. Modernes Platinenmaterial hat diverse Füllstoffe enthalten, was meist für höhere Temperaturbeständigkeiten erforderlich ist. Dies macht das Leiterplattenmaterial jedoch etwas spröder und hoch-TG-FR4 >150°C ist daher für Semi-Flex nur bedingt nutzbar. Auf das Substrat wird Kupfer als leitendes Material aufgewalzt.

Temperaturbeständigkeit von FR4

Die übliche Temperaturbeständigkeit von FR4 liegt bei 130°C (TG130). Für Multilayer-Platinen wird als Standard meist ein TG150-Material verwendet, da dieses sich unter Hitze in Z-Richtung weniger ausdehnt und daher stabilere Durchkontaktierungen erlaubt. Hoch-TG170 oder TG180-Material wird für sehr warme Umgebungen verwendet. Noch höhere TG von z.B. TG210 sind sehr selten und Werte darüber kann man derzeit nicht mit FR4 erzielen, sondern man muss auf Polyimide oder andere Werkstoffe ausweichen. TG bedeutet übrigens “Temperatur Glasübergangsbereich”, also die Temperatur, bei der das Material weich wird. Die Dauertemperaturbelastung sollte daher TG abzüglich 25°C nicht überschreiten.

MaterialBezeichnungDauerbelastbarkeitMaterialart
TG130Low-TGca. 110°CFR4 (Epoxid-Glasfasergewebe)
TG150Mid-TGca. 125°CFR4 (gefülltes Epoxid-Glasfasergewebe)
TG170High-TGca. 145°CFR4 (gefülltes Epoxid-Glasfasergewebe)
TG250Ultra-High-TGca. 220°CPolyimid oder Keramik

Lagenaufbau & Standarddicken

Die Standarddicke von FR4-Leiterplatten beträgt 1,6mm bzw. 1,5mm. Dünne Basismaterialien gehen herunter bis auf 0,1mm oder 0,2mm. Eine übliche Dicke von 2mm wird für stabilere, große Leiterplatten gewählt. Kupferdicken basieren auf einem amerikanischen System "Oz/ft2", also "Unze pro Quadratfuß". Eine Unze Kupfer pro Quadratfuß (1 oz) entspricht ca. 35µm Kupferdicke. Oft wird daher von 1 oz, 2 oz (70µm), 3 oz (105µm) gesprochen, wenn die Kupferdicke gemeint ist. Startkupfer vor dem Galvanisieren liegt meist bei 18µm (1/2 oz). Der Ursprung im amerikanischen System erklärt hier die krummen Standardwerte.

Die Lagenaufbauten für Multilayer unterscheiden sich je nach Hersteller und Materialhersteller deutlich.

Typische Lagenaufbauten für 4-Lagen-Multilayer
Typische Lagenaufbauten für 4-Lagen Multilayer

Eine Übersicht zu den jeweiligen Standardlagenaufbauten verschiedenster Dicken und Lagenanzahlen findet ihr hier als PDF-Download.

Spannungsfestigkeit

Für hohe Spannungen ist es wichtig, dass die Schichten einer Leiterplatte zueinander ausreichend isolieren. Eine Kenngröße dafür ist die Spannungsfestigkeit, welche in jedem Datenblatt unter "Electrical Strength" in kV/mm (Kilo-Volt pro Millimeter) angegeben wird. Die IPC-TM-650 Kapitel 2.5.6.2 fordert hier mindestens 30kV/mm. Übliche FR4-Materialien erreichen meist 40-50kV/mm oder sogar mehr.

Eine Übersicht zu Filterfunktionen zu diversen Eigenschaften findet ihr in unserer Basismaterial-Datenbank . Der Basismaterial-Finder ist vorübergehend nicht verfügbar. Für die Auswahl von Materialien mit den erforderlichen Eigenschaften beraten wir Sie per E-Mail an kontakt@leiton.de.

Ansicht des Basismaterial-Finders von Leiton
Ansicht des Basismaterial-Finders von Leiton

FR4-PCB-Leiterplatten & Platinen

PCB ist die englische Abkürzung für "printed circuit boards", Deutsch: gedruckte Schaltungen. Leiterplattenprototypen sind heute bereits sehr günstig zu haben, weswegen früher verwendete Lochrasterplatinen kaum noch Anwendung finden. Auch bieten sich solche Lochraster nur sehr bedingt zur Bestückung von SMD-Bauteilen an, welche die Elektronik mehr und mehr dominieren.

Die Herstellung unserer Leiterplatten & Platinen

Flussdiagramm - Leiterplattenherstellung
Flussdiagramm "Leiterplattenherstellung"

Der Herstellungsprozess von Leiterplatten ist weitestgehend identisch in allen gängigen Produktionen. Sie lässt sich grob in mechanische, chemische und fotosensitive Prozesse teilen, wobei industriell hergestellte Platinen zwischen diesen Prozessfeldern in der Produktion mehrmals hin- und herwandern. Einen ausführlichen Ablauf der Fertigung von Platinen steht hier zum Download bereit. Die einzelnen Prozessschritte zur Herstellung sind hier kurz erklärt.

Günstige PCB-Prototypen direkt vom Hersteller auf Anfrage

Bei Leiton gibt es günstige PCB-Prototypen auf Anfrage per E-Mail. Eine große Auswahl an Material ist verfügbar, sowie diverse Optionen bezüglich Lagenzahl, Kupfer- und Gesamtdicke, Lötstoppfarben, Sonderdrucke und Endoberflächen. Besonders günstig werden die Prototypen durch das Konzept der "Shared Production", wobei verschiedene Layouts auf dem gleichen Produktionszuschnitt platziert werden. Dies spart Initialkosten und Setup und führt zu besonders günstigen Preisen bei bester Qualität.

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Häufige Fragen
Was ist FR4-Material?
FR4 (oder FR-4) ist ein Basismaterial für Leiterplatten und besteht aus Verbundwerkstoffen, vornehmlich Epoxidharz und Glasfasergewebe. FR4 steht für "Flame retardant, class 4", Englisch für „Flamm-hemmend“. Füllstoffe können FR4 eine höhere Temperaturbeständigkeit (TG = Glasübergangstemperatur) verleihen. Maximale Betriebstemperaturen (MOT) von FR4-Material liegen meist zwischen 110°C und 150°C.
Welche Arten von Leiterplatten gibt es?
Leiterplatten unterscheiden sich maßgeblich in der Lagenanzahl (1-lagig, 2-lagig (durchkontaktiert) und Multilayer 4 Lagen). Ferner wird die Type unterschieden: starr, flexibel, starr-flex (starre und flexible Bereiche auf einer Leiterplatte). Materialien sind eine weiteres Merkmal unterschiedlicher Arten: FR4 (Standard), Keramik (für HF-Anwendungen) , Polyimid (flexbile Leiterplatten) und Aluminium-IMS „insulated metal substrate“.
Was ist Tg bei Leiterplatten?
Die Tg ist ein wichtiges Merkmal von Leiterplatten, da sie die Temperaturbelastbarkeit angibt. Tg steht für „temperature of glass transition“, wird in °C angegeben und beschreibt den Temperaturpunkt, bei dem das Material mechanisch instabil wird. Übliches FR4-Material hat im Standard eine Tg130C° (low-Tg), für Multilayer wird meist Tg150°C (mid-Tg) oder Tg170°C/Tg180°C (hoch-Tg) verwendet. Höhere Tg bis ≈260°C erfordern meist Polyimid oder andere Materialien. Die maximale Betriebstemperatur (MOT) liegt jedoch ca. 20C° unter der angegebenen Tg.
Wie werden Leiterplatten hergestellt?
Herkömmliche Leiterplatten erfordern vereinfacht 3 Prozessarten:
  1. mechanische (M)
  2. chemische (C)
  3. fotosensitive (F)

Kurzgefasst geht der Ablauf einer 2-lagigen Leiterplatten folgendermaßen:

Bohren (M) → Durchkontaktieren (C) → Laminieren & Belichten (F) → Ätzen (C) → Lackieren & Belichten (F) → Oberflächenbeschichtung (C) → Fräsen (M).

Dazu kommen diverse thermische Zwischenprozesse, Tests und Reinigungsschritte.

Wie viel wiegen Leiterplatten?
Das spezifische Gewicht von Leiterplatten kommt maßgeblich auf den Kupferanteil an (Kupferdicke, Lagenanzahl und belegte Fläche), da Kupfer eine Wichte von 8,9 kg/dm³ hat und FR4-Basismaterial nur ca. 2,3 kg/dm³. Das eine Leiterplatten üblicherweise aus weit mehr FR4 als aus Kupfer besteht, kann man bei einer Standardleiterplatte (2-lagig, 1,6mm Dicke mit 35µm Kupfer zu 75% belegt) von ca. 4 kg/m²-Leiterplattenfläche ausgehen. Eine Platine mit o.g. Parametern der Größe 100x100mm² wiegt demnach ca. 40g.
Wie viel kostet eine Leiterplatte?
Die Kosten für eine Leiterplatte hängen von verschiedenen Parametern ab. Neben den technischen Spezifikationen und der Dringlichkeit (Terminzuschläge) hat vor allem die hergestellte Menge einen immensen Einfluss auf die Kosten. Der Faktor zwischen einem Prototypen und einer Großserie kann hier das Zigfache betragen.
Wie kann ich Leiterplatten bestellen?
Bestellungen und Statusanfragen zu bestehenden Aufträgen senden Sie bitte an kontakt@leiton.de. Online-Bestellungen sind derzeit nicht verfügbar. Bitte senden Sie Produktionsdaten in einem gängigen Layoutformat (Gerber, Eagle, Target, KiCAD etc.), Menge, Terminwunsch und technische Ausführung mit.
Wie bestücke ich Leiterplatten?
Leiterplatten werden entweder per Hand oder mit einem Automaten bestückt. Die Wahl des passenden Verfahrens hängt von der Stückzahl und den verwendeten Bauteilen ab. Für sehr geringe Stückzahlen lohnt es teilweise nicht, eine Maschine für die automatische Bestückung aufwändig einzurichten. Anderseits können sehr komplexe/kleine Bauteile eine automatische Bestückung erforderlich machen, da die Bestückung manuell zu ungenau wäre.
Was ist PCB-Material?
PCB steht nicht für ein Material, sondern ist die englische Abkürzung von „Printed Circuit Board“, also einer „gedruckten Schaltung“ oder auch Leiterplatte/Platine. Üblicherweise besteht eine PCB aus FR4-Material. Auf eine PCB werden verschiedene elektronische Komponenten angebracht, die über Leiterbahnen miteinander verbunden sind, um eine gewünschte elektrische Funktion zu erbringen.
Warum sind Leiterplatten grün?
Die grüne Farbe von Leiterplatten kommt durch den sogenannten Lötstopplack zustande. Lötstopplack soll, wie der Name schon sagt, “das Lot stoppen”. Mit anderen Worten, der grüne Lack soll Kurzschlüsse verhindern, wenn die Leiterplatte gelötet wird. Auch wenn heute alle Farben möglich sind, sind die meisten Leiterplatten weiterhin grün. Dies hat mehrere Gründe: zum einen bildet grün einen guten Kontrast zur kupferfarbenen Oberfläche. Zum anderen war grün früher ein sehr einfach herzustellender Farbstoff. Warum er heute aber noch dominant ist, liegt an der guten Verarbeitbarkeit bezüglich Belichtungszeit. Diese ist bei grünem Lack optimal. Hellere Lacke reflektieren nämlich das Licht in diesem Prozess überdurchschnittlich, während dunkle Lacke das Licht wiederum sehr stark absorbieren. Beides führt dazu, dass die Belichtungszeiten länger sein müssen und die herstellbaren Strukturen nicht so fein sind wie bei grünem Lötstopplack.
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  • Expertise durch Schulung und Weiterbildung
ISO-Geprüft vom renommiertesten Auditor Deutschlands
  • ISO 9001:2015 Qualitätsmanagement
  • ISO 14001:2015 Umweltmanagement
UL-Zulassungen für diverse Leiterplattentypen
  • UL für starre FR4-Leiterplatten
  • UL für flexible Leiterplatten
  • UL für ALU IMS Leiterplatten