Binder erforscht neue PCB-Technologie
Wann es bei starr-stretch schwierig wird
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Schwierige Umsetzung
„Die Umsetzung brachte einige Schwierigkeiten und Fehlversuche mit sich. Das ambitionierte Ziel schien außer Reichweite zu geraten. Die Kombination des schwierigen Materials mit dem gewählten Lagenaufbau sorgte für Probleme in der Herstellung“, beschreibt Rückert.
Nach einiger Zeit wurde klar, dass der Aufbau geändert werden muss, um zum Erfolg zu kommen. Speziell die Durchkontaktieren im Stretch-Teil konnten nicht aufrechterhalten werden. Also trafen wir uns nochmals mit Würth und entwickelten eine neue Konstruktion, denn wir wollten unbedingt wissen, ob unsere Vorstellung realisierbar sein würde.
„Eine Anpassung der Schaltung war ohnehin notwendig geworden, weil das bisher verwendete Simblee Modul inzwischen abgekündigt war. Wir implementierten dafür ein NINA-W10X von uBlox“, erläutert Rückert.
Im Lagenaufbau mussten verschiedene Änderungen vorgenommen werden, um aus den Erfahrungen der ersten Umsetzungsversuche eine realisierbare Lösung zu erhalten. So wurde die Anzahl der elektrischen Lagen im dehnbaren Bereich auf eine reduziert und die dehnbare Innenlage nach Außen verlegt. Durch die fehlende elektrische Lage im dehnbaren Bereich entfielen dort auch die Durchkontaktierungen. Um das Design trotzdem routen zu können mussten mittels 0R-Widerstände die Möglichkeit von Leitungskreuzungen eingeführt werden.
Nach Abschluss der Layout Anpassung gingen die Daten dann erneut in die Leiterplattenherstellung für einen weiteren Fertigungsdurchlauf. Zum Glück konnten in diesem erfolgreich funktionale Leiterplatten hergestellt werden.
Diese wurden anschließend bei Binder Elektronik bestückt. Dabei kam die Lotpaste Indium 5.7LT zum Einsatz, die aus vorherigen Projekten bereits bekannt war. Der Auftrag wurde mittels Schablonendrucker realisiert. Für den Jetprinter gab es zu diesem Zeitpunkt noch keine freigegebene Lotpaste, aber wir arbeiten hier an einer Lösung.
Das Handling der Baugruppen war aufgrund der von Würth erstellten Rahmenkonstruktion, die das Substrat stabilisiert, gut beherrschbar. Bestückung und Test liefen daher annähernd analog zu „herkömmlichen“ Baugruppen ab.
Für den Reflow-Prozess überprüften wir das spezielle Profil, das bei möglichst niedriger Peaktemperatur ein stabiles Prozessfenster für das Sn-Bi-Lot bietet. Die Temperatur sollte niedrig sein, um das Polyurethan nicht unnötig zu belasten. Die Lötergebnisse waren sehr gut.
Fazit
Noch stellt die Herstellung dieser komplexen Leiterplatte (Starr-Stretch) eine große Herausforderung dar. Die Ausbeute ist noch nicht serienreif. „Die Technologie wird weiterverfolgt, mal sehen was die Zukunft bringt“, unterstreicht Rückert. Bei der Bestückung der dehnbaren Bereiche fiel auf, dass einige Leiterbahnen und Pads etwas verschoben/verzogen sind. Das stellte sich aber als beherrschbar heraus. Funktional ist die Baugruppe völlig in Ordnung, derzeit läuft die Inbetriebnahme.
„Auch wenn die Technologie so noch nicht einsetzbar ist, war es für uns ein spannender Demonstrator. Wir konnte damit weitere Erfahrungen in Hinblick auf Layout und Verarbeitung von Stretch-Leiterplatten sammeln. Und wir konnten die einmalige Kombination aus hoher Funktionalität und dehnbarer Leiterplatte demonstrieren. Wir bleiben auf jeden Fall an dem Thema dran und werden es weiterverfolgen um als Technologiepartner neue innovative Produkte zu ermöglichen“, resümiert Christian Rückert.
Jobangebote+ passend zum Thema
- Wann es bei starr-stretch schwierig wird
- Schwierige Umsetzung
Lesen Sie mehr zum Thema
Das könnte Sie auch interessieren
