Flexibele printplaten zijn een buigbaar type printplaat die om verschillende redenen wordt vervaardigd. De voordelen ten opzichte van traditionele printplaten zijn onder meer het verminderen van montagefouten, het feit dat ze veerkrachtiger zijn in ruwe omgevingen en dat ze complexere elektronische configuraties kunnen verwerken. Deze printplaten zijn gemaakt van elektrolytisch koperfolie, een materiaal dat snel één van de belangrijkste materialen blijkt te zijn in de elektronica- en communicatie-industrie.

Hoe flexibele circuits worden gemaakt

Flexcircuits worden om verschillende redenen in de elektronica gebruikt. Zoals eerder gezegd zorgt het voor minder montagefouten, is het milieuvriendelijker en kan het overweg met complexe elektronica. Het kan echter ook de arbeidskosten verlagen, het gewicht en de benodigde ruimte verminderen, en het aantal verbindingspunten verminderen die de stabiliteit vergroten. Om al deze redenen zijn flexcircuits een van de meest gevraagde elektronische onderdelen in de industrie.

A flexibele printplaatbestaat uit drie hoofdcomponenten: geleiders, lijmen en isolatoren. Afhankelijk van de structuur van de flexcircuits zijn deze drie materialen zo ingericht dat de stroom op de gewenste manier van de klant kan stromen en dat deze kan interageren met andere elektronische componenten. Het meest voorkomende materiaal voor de lijm van het flexcircuit is epoxy, acryl, PSA's of soms geen, terwijl veelgebruikte isolatoren polyester en polyamide zijn. Voorlopig zijn we het meest geïnteresseerd in de geleiders die in deze circuits worden gebruikt.

Hoewel andere materialen zoals zilver, koolstof en aluminium kunnen worden gebruikt, is koper het meest gebruikte materiaal voor geleiders. Koperfolie wordt beschouwd als een essentieel materiaal voor de vervaardiging van flexcircuits en wordt op twee manieren geproduceerd: door middel van rollend gloeien of door elektrolyse.

Hoe koperfolies worden gemaakt

Gewalst gegloeid koperfoliewordt geproduceerd door verhitte koperplaten te walsen, deze dunner te maken en een glad koperoppervlak te creëren. De koperplaten worden via deze methode onderworpen aan hoge temperaturen en drukken, waardoor een glad oppervlak ontstaat en de ductiliteit, buigbaarheid en geleidbaarheid worden verbeterd.

In de tussentijd,elektrolytisch koperfoliel wordt geproduceerd door gebruik te maken van het elektrolyseproces. Met zwavelzuur (met andere additieven afhankelijk van de specificaties van de fabrikant) wordt een koperoplossing gemaakt. Vervolgens wordt een elektrolytische cel door de oplossing geleid, waardoor koperionen neerslaan en op het kathodeoppervlak terechtkomen. Er kunnen ook additieven aan de oplossing worden toegevoegd die zowel de interne eigenschappen als het uiterlijk ervan kunnen veranderen.

Dit galvaniseerproces gaat door totdat de kathodetrommel uit de oplossing wordt verwijderd. De trommel bepaalt ook hoe dik de koperfolie wordt, omdat een sneller roterende trommel ook meer neerslag aantrekt, waardoor de folie dikker wordt.

Ongeacht de methode zullen alle koperfolies die met beide methoden worden geproduceerd, daarna nog steeds worden behandeld met een hechtingsbehandeling, een hittebestendigheidsbehandeling en een stabiliteitsbehandeling (anti-oxidatie). Deze behandelingen zorgen ervoor dat de koperfolies beter aan de lijm kunnen binden, beter bestand zijn tegen de hitte die betrokken is bij het creëren van de daadwerkelijke flexibele printplaat, en oxidatie van de koperfolie voorkomen.

Gerold gegloeid versus elektrolytisch

Omdat het proces voor het maken van een koperfolie van gewalst gegloeid en elektrolytisch koperfolie verschillend is, hebben ze ook verschillende voor- en nadelen.

Het belangrijkste verschil tussen de twee koperfolies zit in hun structuur. Een gewalste gegloeide koperfolie heeft bij normale temperatuur een horizontale structuur, die vervolgens verandert in een lamellaire kristalstructuur wanneer deze wordt blootgesteld aan hoge druk en temperatuur. Ondertussen behoudt elektrolytische koperfolie zijn kolomvormige structuur bij zowel normale temperaturen als hoge drukken en temperaturen.

Dit creëert verschillen in de geleidbaarheid, ductiliteit, buigbaarheid en kosten van beide soorten koperfolie. Omdat gewalste gegloeide koperfolie over het algemeen gladder is, zijn ze beter geleidend en geschikter voor kleine draden. Ze zijn ook taaier en over het algemeen buigzamer dan elektrolytische koperfolie.

De eenvoud van de elektrolysemethode zorgt er echter voor dat elektrolytische koperfolie lagere kosten heeft dan gewalste, gegloeide koperfolie. Houd er echter rekening mee dat ze mogelijk een suboptimale optie zijn voor kleine lijnen, en dat ze een slechtere buigweerstand hebben dan gewalste, gegloeide koperfolie.

Concluderend zijn elektrolytische koperfolies een goede, goedkope optie als geleiders in een flexibele printplaat. Vanwege het belang van het flexcircuit in de elektronica en andere industrieën, maakt het op zijn beurt ook elektrolytische koperfolies tot een belangrijk materiaal.