Mobil wird modular #####

Ein fortschrittliches Design mit flexiblen gedruckten Schaltungen (FPC) ist bei modernen Mobiltelefonen mit großem Funktionsumfang entscheidend für eine schnelle Skalierbarkeit – sie bietet aber auch bei anderen Anwendungen enorme Vorteile.

Ein fortschrittliches Design mit flexiblen gedruckten Schaltungen (FPC) ist bei modernen Mobiltelefonen mit großem Funktionsumfang entscheidend für eine schnelle Skalierbarkeit – sie bietet aber auch bei anderen Anwendungen enorme Vorteile.

INHALT:
Eine als Standard anerkannte Anwendungsschnittstelle
Flexible Leiterplatte – eine flexible Lösung
Mobilanwendungen geben den Weg vor
Auf der Suche nach Wettbewerbsvorteilen
Autor

Sollen die Visionen und Ambitionen von Netzbetreibern, Inhalte- Anbietern, Geräteherstellern und Endbenutzern zufriedenstellend realisiert werden, müssen künftige Generationen von Mobiltelefonen eine enorme Menge neuer Elektronik in ähnlichen Gehäusegrößen unterbringen, wie sie auch heute verwendet werden. Dabei stehen auf der Wunschliste Funktionen, die über das elementare Telefonieren hinausreichen: Audio- und Videostreaming, Positionsbestimmung und Kartierung, Digitalaufnahmen, digitales Fernsehen, Internetzugang und Spiele. Mobiltelefonanbieter müssen eine große Menge an Produkten verfügbar haben, die viele Kombinationen dieser Funktionen umfassen, zum Beispiel ein Foto- Mobiltelefon mit über 3 Megapixeln Auflösung, einem hochwertigen Blitz und Dateiaustauschoptionen sowie einem MP3-Player und WAP-Fähigkeit.

Um diese vielfältigen Anforderungen kosteneffizient und innerhalb kurzer Vorlaufzeiten erfüllen zu können, wurden flexible Architekturen konzipiert, denen komplexe und hochwertige Extra-Anwendungen in Form selbstständiger Module hinzugefügt werden können. Die Hardware wird dabei so partitioniert, dass die grundlegenden Kommunikationsfunktionen wie Sprach-Codecs, Stereo-Audio-Codecs sowie Signalwechsel und Routing auf einer Hauptplatine implementiert werden, welche die Grundlage für die Produktreihe bildet. Die jeweilige Anwendungsverarbeitung, die beispielsweise mit der Digitalkamera oder einem GPS-Empfänger verbunden ist, wird separat implementiert und über eine im Speicher abgebildete Schnittstelle angesprochen. Dieses Interface ist allen Varianten gemeinsam, welche die gleiche Hauptplatine verwenden.

Eine geeignete allgemeine Schnittstelle lässt sich zum Beispiel implementieren, indem man Dual-Port- SRAM mit programmierbarer Glue Logic und – je nach Bedarf – proprietären oder diskreten Signalen verwendet. Eine allgemeine, im Speicher abgebildete Schnittstelle wie diese hat den Vorteil, dass sie die Plug-and- Play-Integration einer Reihe von Engines für die Anwendungsverarbeitung ermöglicht, was Markteinführungszeit und Entwicklungskosten verringern hilft.

Der modulare Ansatz vereinfacht auch die Typgenehmigung für mehrere Varianten eines Basis-Gerätedesigns, da keine Änderungen an der Hauptplatine mit den GSM- und HFSchaltkreisen erforderlich sind.

Die Verwendung von FPCs in Mobiltelefonen ist keine völlig neue Entwicklung. Flexible gedruckte Schaltungen sind schon lange die bevorzugte Methode für die Verbindung wichtiger Unterbaugruppen wie Tastatur und Display mit der Hauptplatine. In dieser Funktion ermöglichen sie eine schnelle und leichte Fertigung tragbarer elektronischer Geräte und eliminieren zahlreiche Fehlbedienungsrisiken. Die rasante Abfolge immer neuer Mode- und Lifestyle-Trends – maßgebliche Treiber für die konstante Miniaturisierung mobiler Handgeräte – verlangte auch nach immer kleineren FPC-Verbindungen hinsichtlich der Gesamtabmessungen und der Pitches. Als Ergebnis zählen die Produkt-Roadmaps für FPC-Verbindungen zu den aggressivsten unter den Off-Board-Verbindungstechnologien.

Verfügbare FPC-Kontaktabstände gehen bis auf 0,3 mm hinunter, und die Aufbauhöhe von 0,9 mm für die hoch entwickelten Niedrigprofil-Modelle ist mit der eines Chip-Widerstandes vergleichbar. Ein FPC-Steckverbinder kann während der Herstellung schnell verbunden und geschlossen werden. Die Schließmechanismen eliminieren ebenfalls zahlreiche Fehlermöglichkeiten, wobei die rückseitigen Mechanismen größtmögliche Sicherheit vor dem Ablösen im Betrieb gewährleisten. Die Verbindungen können durch manuelles Löten, Wellenlöten, Crimpen oder einfaches Einsetzen mit Zero-Insertion- Force-Modellen (ZIF) an flexiblen Schaltkreisen befestigt werden.

Eine weitere wichtige Entwicklung sind die „FPC-to-FPC“-Verbindungen, mit denen sich zwei verschiedene Abschnitte von FPCs einfach befestigen lassen. Dies ist eine große Hilfe in Hinblick auf Modularität und flexible Verwendung. Bild 3 zeigt darüber hinaus, wie eine „F-to-F“-Verbindung Kosteneinsparungen ermöglicht, indem komplexe Zuschnittverfahren optimiert werden und sich damit der Abfall an ungenutztem, teuren Polyamid- Substratmaterial reduziert.