Inhalte
1• Die Systemvorteile von Starrflex
2• Welche Regeln müssen beachtet werden?
3• Design Chain – 24 wichtige Punkte
4• Beispiele für gutes und schlechtes Design
06.04.2016 Seite 2 www.we-online.de
Systemvorteile von Starrflex
Miniaturisierung• zusätzliche Ebenen• Möglichkeit Falten• Einsparung Fläche
der Steckerfootprints• Gewichtsreduktion• Integration
Schnittstellen
Signalintegrität• Berechnung mit
Referenzlagen möglich
• Wegfall der Impedanzsprünge an Steckern / Kabel
Zuverlässigkeit• weniger Kontakte• Verdrahtungsfehler
unwahrscheinlich• weniger Masse• einfachere
Testbarkeit• einfache Montage
06.04.2016 Seite 3 www.we-online.de
Welche Regeln sind zu beachten?
� Standards und gesetzliche
Anforderungen
� Wirtschaftlichkeitsaspekte
� mechanische Gesetzmäßigkeiten
� Umwelt- und
Einsatzbedingungen (mission
profile)
� herstellungsspezifische
Designregeln
Beitrag zumEntwicklungserfolg
06.04.2016 Seite 4 www.we-online.de
Mechanik & System80%
Schaltung & PCB
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Welche Themen sind zu beachten?
� PCB relevante Designregeln Beitrag zumEntwicklungserfolg
06.04.2016 Seite 5 www.we-online.de
Schaltung & PCB
20%
Welche Themen sind zu beachten?
unter anderem:
� Flexibilität versus Stabilität
� IPC2223 use B
� Fläche = Kosten sparen
� Umgebungs- und
Einsatzbedingungen
���� gesamtes Know-how
„Designfibel“ – weit mehr als die
reinen Designregeln und auch der
Designguide
Beitrag zumEntwicklungserfolg
06.04.2016 Seite 6 www.we-online.de
Mechanik & System80%
Design Chain Elektronikentwicklung
06.04.2016 Seite 7 www.we-online.de
Verweis auf das letzte Webinar vom März 2016:
24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
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Ziel: „First Time right“ – „late engineering changes“ vermeiden
heute: wo verstecken sich die 3D relevanten Punkte?
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24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
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Produktidee, Konzept und TechnologieauswahlModulansatz ����homogenes System bzw. IntegrationsansatzFlex oder Starrflex?
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Starrflex oder Flex
Starrflex Kennzeichen
� ab kleinen Stückzahlen
� Sheet Produktion
� typisch 18 x 24 sqinch
� PI Folien und starre Materialien
� Stopplack, Deckfolien und Flexlacke
� typisch Frästechnik
� starre Bereiche für Bestückung
� alle Arten von Bauteilen
� Bestückung wie starre PCBs
Flex Kennzeichen
� hochvolumige Anwendungen
� Produktion durch Rolle-Rolle
Produktion oder kleine Sheets
� typisch 12 x 18 sqinch oder kleiner
� PE und PI Folien
� Deckfolien und Flexlack
� Stanztechnik
� geklebte Verstärkungen
� keine bedrahteten Bauteile
� spezielle Bestücktechniken
06.04.2016 Seite 11 www.we-online.de
Starrflex statt Flex
06.04.2016 Seite 12 www.we-online.de
Alternative: starr-flex-starr Anordnung, zweilagig 1F-1Ri, Standarddicke 1,6mm
• Lieferung im Nutzen• auch höhere Stückzahlen kein Problem• THT Stecker Bestückung und Lötung automatisch• zweite Lage noch zur Entflechtung nutzbar• Möglichkeit, Abschlußwiderstände oder Kondensatoren
nahe am Stecker zu bestücken• ZIF-Kontakt durch Tiefenfräsen einfacher• insgesamt stabiler als flex, dadurch besseres Handling
Preis 2 Starrflex: € 1,20 pro Stück (@5K)
Flex „1F“ ���� Starrflex „1F-1Ri“
Kundenanfrage: einlagige Flexplatine mit Kontakt für
Nullkraftstecker zur Kontaktierung eines
Gehäusesteckers auf eine Leiterplatte.
• Lieferung als flexible Einzel-LP (klein!)
• Stückzahl als Flex kritisch (Fertigungsformat)
• Bestückung und Lötung THT Stecker von Hand
• ZIF-Kontakt Verstärkung kleben von Hand
• Verpackung schwierig (Schüttgut !)
• Qualitätsproblem: Flex reißt am Steckerpin ein
Preis 1 Flex: € 1,95 pro Stück (@5K)
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• Standardschablonendruck• Standardbestückung• Standardlötprozess (kein Handlöten!)• Standard-Starrflexprozess
• kein NiAu-Prozess Innenlage• kein Öffnen der Deckfolie• keine Vias im Flex
Bauteile immer auf starre Bereiche
06.04.2016 Seite 13 www.we-online.de
06.04.2016 Seite 14 www.we-online.de
3Funktionsspezifikation Mechanik & Elektronik & Software, Größe
Anforderungen an die Leiterplatte abgeleitet von den SystemanforderungenStart-up „DIN-A4 Seite“
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„Bauen Sie Ihr Gehäuse noch um die Leiterplatte oder passen Sie Ihre Leiterplatte
schon in Ihr Wunschgehäuse ein???“
24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
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5 Mission profile, Zuverlässigkeitsanforderungen, Lebensdauer
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24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
use B – continous bending application
06.04.2016 Seite 16 www.we-online.de
Messkopf: starr-flex-starr Anordnung, vierlagig 1Ri - 2F -1Ri
Problem: Unterbrechungen im Übergangsbereich Flexbereich zu Starrteil Sensorkopf nach ca. 500.000 Zyklen im Testaufbau
Lösung: Aufbau geändert in 1F-3Ri, geometrische Optimierungen
Ergebnis: einfacher ist besser
Testabbruch nach 2,1 Mio. Zyklen: Funktion i.O
use B – continous bending application
� Biegeform, Radius, Biegezyklen? � 3D Modelle helfen enorm
06.04.2016 Seite 17 www.we-online.de
06.04.2016 Seite 18 www.we-online.de
8 Mechanik, Montage und Befestigung Leiterplatte, Vibration
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„Liefern Sie nur Gerberdaten oder auch eine Einbauzeichnung???“
24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
Mechanik:
Befestigung einer Leiterplatte - Vibration
06.04.2016 Seite 19 www.we-online.de
NO fixation of one rigid area
… leads to resonanceand destruction evenwith Rigid-Flex!
Fläche und Material sparen durch Faltungen
06.04.2016 Seite 21 www.we-online.de
source: Joe Fjelstad
� Flexausleger flächensparend anordnen, ggf. mehrere Ausleger kombinieren, Falttechnik einsetzen
Fläche sparen durch Optimierung in 3D
Flex arm #3a – RFQ of a customer / Proposals
06.04.2016 Seite 23 www.we-online.de
���� folding for final shape !
Zeichnung oder Skizze des Einbauzustands ist sehr hilfreich !
Fläche sparen durch Optimierung in 3D
Flex arm #3a – RFQ of a customer / Proposals
06.04.2016 Seite 24 www.we-online.de
���� folding for final shape !
drawing or scetch of system assembly is always very helpful !
Fläche sparen durch Optimierung in 3D
Flexausleger 3b
06.04.2016 Seite 25 www.we-online.de
���� Ohren anlegen !
06.04.2016 Seite 26 www.we-online.de
Flexausleger 3aStarrflex- Kostenoptimierung
���� Ohren anlegen !
Zeichnung oder Skizze des Einbauzustands ist sehr hilfreich !
06.04.2016 Seite 27 www.we-online.de
15Materialauswahl Leiterplatte – so allgemein wie möglich, z.B. nach IPC
nicht Hersteller und Materialbezeichnung vorgeben (Standards verwenden)
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24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
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18Leiterplatten Layout
DfM, Designregeln, Restringe
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24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
Kreuzungen in die starren Bereiche verlegen
06.04.2016 Seite 29 www.we-online.de
möglich?
2 Flexlagen innen 1 Flexlage außen
1Ri-2F-1Ri � 1F-1Ri
Mögliche Änderungen:
• Kreuzungen in die starren Bereiche verlegen
• Polyimid-Coverlayer ersetzen durch flexiblen
Lötstopplack
• Reduzierung von 4 auf 2 Lagen möglich
• Verschachtelung verbessert Auslastung
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Zuverlässigkeit in Layout und Konstuktion
IPC 2223 Ein gutes Beispiel
Für Zuverlässigkeit ist auch wichtig:
� kunststoffgerechtes Design
� verarbeitungsgerechtes Design
� Befestigung
� Vias im Flex
grundsätzlich
vermeiden !
Kontakte und Durchkontaktierungen im Flexbereich
Zuverlässigkeit in Layout und Konstuktion
06.04.2016 Seite 31 www.we-online.de
Am Übergang Starrbereich zu Biegebereich sollten möglichst größe
Radien (z.B. R5) angebracht werden. �
Durch die Radien werden Torsionskräfte (die es bei korrektem Handling gar nicht geben darf!) in Richtung der Mitte des Biegebereichs abgeleitet, weg vom Übergang, und somit unzulässige Torsion
und Beschädigung � vermindert.
Wir empfehlen die Verwendung von Biegeeinrichtungen und Vorbiegung vorder Gehäusemontage.�
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Zuverlässigkeit in Layout und Konstuktion
06.04.2016 Seite 32 www.we-online.de
06.04.2016 Seite 34 www.we-online.de
23Weiterverarbeitung Leiterplatte
Download „Trocknungsempfehlungen“
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24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
Trocknen vor dem Bestücken / Löten
� Problem:
� Abhilfe
Weitere mögliche Ursachen:
� nicht im Stapel trocknen!
� Ofen braucht Abluft!
06.04.2016 Seite 35 www.we-online.de
06.04.2016 Seite 36 www.we-online.de
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Trennen Bestücknutzen und Transport
Welche Möglichkeiten hat Ihre Produktion?
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24 Punkte, die für Ihre Entwicklung wichtig sein könnten
Weiterführende Informationen
06.04.2016 Seite 38 www.we-online.de
… zu diesem Thema und weiteren Grundlagen wurden bereits in mehreren Webinarsausführlich behandelt.
Nachzusehen in unserem Webinar Archiv oder bei
Zusammenfassung
Starrflex ist von Natur aus eine Technologie für hohe Zuverlässigkeit
die Entwicklung eines elektronischen Systems kann
� sehr komplex sein
� erfordert die unterschiedlichsten Disziplinen
� Netzwerken und Kommunizieren ist elementar
� WE unterstützt Sie gerne im Rahmen eines Projekts
� Sie sind schon in der Optimierungsphase?
Wir helfen gerne!
� Kontaktieren Sie uns so früh wie möglich!
06.04.2016 Seite 39 www.we-online.de