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Flexible Leiterplatten erobern neue Einsatzgebiete - Polyscope

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E L E KT R O M E C H A N I K
LEITERPLATTENTECHNIK
www.polyscope.ch
Robuste Boards fü r d ie Medizintechnik
Flexible Leiterplatten erobern
neue Einsatzgebiete
Flexible Träger sind vor allem aus Festplattenlaufwerken, Digitalkameras und in
mobilen Telefonen bekannt. Auch in der Automobilbranche verwenden die
Techniker die robusten, biegbaren Leiterplatten. Freudenberg Mektec setzt die
flexiblen Platinen in der Medizintechnik ein.
» Matthias Eberle
Flexible Leiterplatten widerstehen grossen Biegebelastungen
Wie eine starre Leiterplatte oder Hybride fungiert eine flexible Leiterplatte als Bestückungsträger für elektronische Bauteile und
als elektrisches Verbindungselement. Darüber hinaus lassen sich mit der flexiblen Leiterplatte Verbindungen realisieren, die nicht
auf zwei Dimensionen beschränkt sind. Die
freie Formbarkeit ermöglicht es, die elektrische Verbindung aus der Ebene heraus in
die dritte Dimension zu führen und dadurch
in einfacher Weise Kontaktierungsstellen, die
sich auf unterschiedlichen Ebenen befinden,
miteinander zu verbinden.
Freudenberg Mektec, ein Joint Venture
der Nippon Mektron und der Freudenberg
Unternehmensgruppe, ist Spezialist für diese
Art der Platinen. Das Unternehmen verfügt
weltweit über 10 Fertigungsstandorte mit
insgesamt 12 000 Mitarbeitern.
Das Material widersteht
grossen Biegebelastungen
Besonders die Verbindung von beweglichen
Komponenten mit hohen Anforderungen an
die Biegewechselbelastung wird dadurch gemeistert. Einseitige flexible Leiterplatten eig-
nen sich für hochdynamische Anwendungen,
bei denen grosse Biegebelastungen auftreten.
Nicht sichtbar arbeiten die einseitigen
Leiterplatten in einer Vielzahl von alltäglichen Produkten wie Festplattenlaufwerken,
CD- und DVD-Playern, Mobiltelefonen oder
Dieseleinspritzpumpen und überstehen dort
enorme mechanische Anforderungen. Die
elektrische Verbindung der Leseköpfe von
Festplattenlaufwerken erfordert z. B. über
einige 100 Millionen Biegezyklen eine dauerhafte elektrische Verbindung mit der Elektronik, und in Dieseleinspritzpumpen sind Werte
bis zum 1000-fachen der Erdbeschleunigung
zu überstehen. Andere Verdrahtungskonzepte
stossen hier an ihre Grenzen. Um diese Anforderungen überstehen zu können, müssen
die einzelnen Komponenten der flexiblen Leiterplatte – Polyimidfolie, Klebersysteme und
Kupferfolie – genau mit den Verarbeitungsprozessen aufeinander abgestimmt werden.
Die Basismaterialien für die Leiterplatten
werden innerhalb der Mektec-Gruppe entwickelt und produziert. Dabei kommen zum
grössten Teil kupferkaschierte Polyimidfolien
zum Einsatz. Durch die Polyimidbasis widerstehen die Leiterplatten extremen Temperaturschwankungen und hohen dynamischen
Belastungen. Durch die geringe Dicke und das
Gewicht lassen sich komplexe mechanische
und elektronische Funktionen auf kleinstem
Raum in einer Leiterplatte zusammenführen.
Flexible Leiterplatten helfen,
Patienten mobil zu machen
Die innovative Technik wird im Krankenhaus
und bei Patienten zu Hause in mobilen BePolyscope 3/09
LEITERPLATTENTECHNIK
E L E KT R O M E C H A N I K
Nachgefragt
«Unsere heutige Stossrichtung
ist der mechatronische Ansatz»
Komplexe, flexible Leiterplatten für die
Medizintechnik
Das Innere des Blutzuckermessgeräts
atmungs- und Blutzuckermessgeräten eingesetzt. Für Patienten mit Atemstörungen ist
Unabhängigkeit ein wichtiger Aspekt der Lebensqualität.
Mobile Inhalationssysteme sind Geräte
zur Therapie von Atemwegserkrankungen.
Die Entwickler dieser Geräte tragen dem Bedürfnis der Patienten nach einer effizienten,
sicheren und vor allem schnellen Inhalationsbehandlung Rechnung. Die flexible Leiterplatte dient zur Luftstrommessung im inneren
des Geräts und befindet sich unmittelbar am
Aerosolerzeuger.
Medizintechnik wird miniaturisiert
Speziell für Instrumente zum minimalinvasiven Eingriff, endoskopische Instrumente
und vor allem für mobile Patienten-Analyseund -Therapiesysteme erschliessen sich durch
die flexiblen Leiterplatten erhebliche Miniaturisierungspotenziale.
Elektrische Verbindungen und elektronische Komponenten können auf kleinsten
Raum gepackt und beliebig dreidimensional
geformt werden. Der Miniaturisierung eröffnet der mobilen Analytik neue Möglichkeiten.
Die aktuelle Generation von mobilen Blutzuckermessgeräten im Taschenformat zeigt dies
beispielhaft. Sie verfügen über einen integrierten Vorrat an Teststreifen. Zur Messung
Polyscope 3/09
Displayansteuerung. Weitere
wichtige Segmente sind der
Werkzeugmaschinenbau und die
Medizintechnik.
Torsten Mann
Freudenberg
Mektec Europa GmbH
Head of Sales & Marketing
torsten.mann@mektec.de
Für welche Anwendungen sind
flexible Leiterplatten geeignet?
Flexible Leiterplatten sind für alle
erdenklichen Anwendungen geeignet.
Unsere heutige Stossrichtung ist der
mechatronische Ansatz in der
Substitution von starrer Leiterplatte
mit Stecker und Verbindung oder
Stanzgitter. Bei bestimmten Anwendungen bedarf es einer innovativen
Lösung, weil nur die flexible Leiterplatte zur Realisierung beitragen
kann. Die Gründe dafür sind
vielfältig:
■ Platzbedarf
■ Dreidimensionalität
■ Gewicht
■ keine Planarität vorhanden oder
möglich
Wir von Freudenberg Mektec
verkaufen unsere Produkte in die
Telekommunikations-, Datentechnikund Consumerindustrie. In Europa
aber auch in die Automobilwelt mit
den Schwerpunkten Powertrain,
Lighting, Switches, Sensoren und
erhält der Patienten zum Auftragen des Bluttropfens automatisch einen Teststreifen. Die
gesamte Ansteuerung und Stromversorgung
des Miniaturantriebs erfolgt über flexible Leiterplatten. Sie stellen zudem die Verbindung
zwischen Messkopf und Auswertelektronik
her. Eine dreidimensional geformte, flexible
Leiterplatte steuert den Motor an und eine
weitere flexible Leiterplatte bildet eine bewegliche Verbindung zum Deckel.
Was ist an diesen Anwendungen
innovativ?
Wir verlassen zum Ersten die
planare Ebene und bieten eine
mögliche räumliche Lösung an. Zum
Zweiten ersetzen wir in vielen Fällen
Verbindungen zwischen unterschiedlichen Materialien, Funktionen und Baugruppen und erhöhen
somit die Qualität des Systems.
Gibt es Alternativen und wie sehen
diese aus?
Die Alternative zu der flexiblen
Leiterplatte besteht im konventionellem Aufbau: starre Leiterplatte,
Steckverbindung, Kabel oder
Stanzgitter.
Was muss ein Entwickler beachten,
wenn er flexible Leiterplatten
einsetzen will?
Ein Entwickler sollte sehr früh den
Kontakt mit uns suchen, um vom
umfangreichen SystemengineeringKnow-how partizipieren zu können.
Um alle Möglichkeiten hinsichtlich
Kosten und Qualität der flexiblen
Leiterplatte ausnutzen zu können, ist
eine eingehende Systembetrachtung
unbedingt vonnöten.
Die freie Gestaltbarkeit, die Integration
von Zusatzfunktionen und die dynamische
Belastbarkeit sind entscheidende Vorteile dieser Technik.
«
Infoservice
Freudenberg Mektec Europa GmbH
Fabrikweg, DE-69465 Weinheim
Tel. 0049 6201 80 3560
anfragen@mektec.de, www.mektec.de
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Technik
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