FR4 Leiterplatte starr | PCB | Platine | Tg 150 | Multilayer
FR4 PCB Leiterplatten & Platinen (Multilayer bis 40 Lagen)
Starre Leiterplatten mit dem gewissen "Extra"
"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
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.
Optionen |
|---|
| Materialeigenschaften | TG130, TG150, TG170, (TG230 - kein FR4), halogenfrei, schwarzes FR4 |
| Materialhersteller | Panasonic, Isola, Ventec, ShengYi, ITEQ, King Board, NanYa, uvm. |
| Materialdicken | 0,1 mm bis 4,8 mm |
| Maximale Leiterplattengröße | Deutschland 508x572mm2, China 1/2-Lagen 530x606mm2, Multilayer 516x592mm2, weitere Übergrößen auf Anfrage |
| Kupferdicken | 18µm / 35µm / 55µm / 70µm / 105µm / 140µm / 210µm / 300µm / 400µm |
| Lagenzahl | 1 bis 40 Lagen |
| Oberflächen | HAL-bleifrei, HAL, ENIG, ENEPIG, chemisch Zinn, chemisch Silber, OSP, Hartgold |
| Mechanische Bearbeitung | Fräsen, Ritzen, Sprungritzen, Anfasen, Semi-Flex, Tiefenfräsen, Senkbohrungen, Stanzen |
| Bohr-Optionen | Micro-Vias, Blind-Vias, Laser-Vias, Stacked-Vias, Einpresstechnik |
| Metallisierungen | Kantenmetallisierung, Briefmarkenkonturen, Half-Opens, Langlöcher, metallisierte Schlitze, metallisierte Tiefenfräsungen |
| Lötstopp | Lack, Flexlack, Coverlay. Lack-Farben: Grün, schwarz, rot, blau, gelb, weiß, Sonderfarben und Mattlacke |
| Sonder-Lacke | Abziehlack, Karbondruck, UV-Reflektionslack, Bestückungsdruck |
| Sondertechnologien | 2mil 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 & Zertifizierungen | ISO 9001, ISO 14001, UL, IPC2/IPC3, IATF 16949, EMPB, VDA2, PPAP, Schliffe, Vermessungen, Konformitätserklärungen, Datenblätter, ESD-Verpackung |
| Logistik | Rahmen-Aufträge, Konsignationslager, Abruf-Lager, See-Luft-Split-Aufträge, Express-Lieferung ab 2 Arbeitstagen |
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 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.
| Material | Bezeichnung | Dauerbelastbarkeit | Materialart |
|---|---|---|---|
| TG130 | Low-TG | ca. 110°C | FR4 (Epoxid-Glasfasergewebe) |
| TG150 | Mid-TG | ca. 125°C | FR4 (gefülltes Epoxid-Glasfasergewebe) |
| TG170 | High-TG | ca. 145°C | FR4 (gefülltes Epoxid-Glasfasergewebe) |
| TG250 | Ultra-High-TG | ca. 220°C | Polyimid 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.
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.
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
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 online kaufen
Bei LeitOn gibt es günstige PCB-Prototypen in der Onlinekalkulation oder auf Anfrage. Eine große Auswahl an Material ist bereits online 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.
- mechanische (M)
- chemische (C)
- 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.
seit dem Jahr 2021
- CO2-neutral durch Kompensation
- Leiterplatten - außen grün, innen auch
- Expertise durch aktiven Austausch
- Expertise durch Schulung und Weiterbildung
- ISO 9001:2015 Qualitätsmanagement
- ISO 14001:2015 Umweltmanagement
- UL für starre FR4-Leiterplatten
- UL für flexible Leiterplatten
- UL für ALU IMS Leiterplatten
