Zum Hauptinhalt springen
PCB insights

Die 5 wichtigsten Leiterplattentypen: die wesentlichen Bausteine der modernen Elektronik

Eine Leiterplatte

In der Welt der Elektronik sind Leiterplatten (PCBs) unverzichtbare Komponenten, die das Rückgrat für unzählige Geräte bilden. Es gibt verschiedene Arten von Leiterplatten, jede mit einzigartigen Eigenschaften, die für bestimmte technologische Anforderungen entwickelt wurden. Die Unterschiede zwischen diesen Leiterplattentypen zu verstehen, ist entscheidend für die Auswahl des richtigen Typs für Ihre Anwendungen. In diesem Artikel werden die fünf in der Industrie gebräuchlichsten Leiterplattentypen vorgestellt und ihre wichtigsten Merkmale und Vorteile für moderne elektronische Systeme erläutert.

1. Starre Leiterplatten: das stabile Fundament der modernen Elektronik

Bild Rigid PCB

Starre Leiterplatten (Rigid PCBs) sind für die Struktur und Funktionalität vieler elektronischer Systeme unerlässlich. Sie bestehen aus starren, glasfaser- und harzverstärkten Laminaten, die hervorragende elektrische und mechanische Eigenschaften aufweisen. Diese Schichten werden in der Regel in einer mehrlagigen Zusammensetzung hergestellt und sind fest miteinander verbunden, um eine stabile Plattform für komplexe Schaltungen zu bieten. Starre Leiterplatten sind für ihre Robustheit und Kosteneffizienz bekannt und eignen sich daher für die Produktion großer Mengen. Sie behalten ihre Form bei und bieten Zuverlässigkeit bei Anwendungen, bei denen Stabilität und Platzbedarf entscheidend sind. Im Gegensatz zu flexiblen Leiterplatten behalten starre Leiterplatten ihre strukturelle Integrität bei, wenn sie in festen Gehäusen verwendet werden, was sie zur bevorzugten Wahl für Anwendungen macht, die eine stabile und zuverlässige Grundlage erfordern.

Branchen, die auf die Stärke von starren Leiterplatten bauen:

Diese Art von PCBs werden in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt. In der Unterhaltungselektronik und Haushaltstechnik sind sie bspw. in Fernsehern, Haushaltsgeräten und Computern zu finden. In der Kommunikationstechnik werden sie in Handys, Netzwerkgeräten und Basisstationen für zellulare Netzwerke verwendet. In der Automobilindustrie werden starre Leiterplatten für Steuergeräte, Sensoren und Infotainmentsysteme verwendet. In der Medizintechnik sind sie in Geräten wie Herzmonitoren und MRT-Systemen zu finden. Auch in der Verteidigungs-, Luft- und Raumfahrttechnik spielen sie eine entscheidende Rolle, z. B. in Navigationssystemen und militärischen Kommunikationsgeräten.

2. HDI-Leiterplatten: Maximierung der Leistung auf kleinstem Raum

Bild HDI PCB

HDI-Leiterplatten (High-Density Interconnect) werden unter Verwendung fortschrittlicher Materialien und Techniken entwickelt, um feinere Leiterbahnen, kleinere Durchkontaktierungen und eine höhere Komponentendichte im Vergleich zu Standard-Leiterplatten zu erreichen. Diese PCBs ermöglichen kompakte, leichte Konstruktionen bei gleichzeitig hervorragender elektrischer Leistung. HDI-Leiterplatten verfügen über mehr Verdrahtungsschichten, feinere Linien und Abstände, Microvias und dünnere dielektrische Schichten und eignen sich daher ideal für Anwendungen mit begrenztem Platz, z. B. bei Smartphones, medizinischen Geräten, Luft- und Raumfahrtsystemen und Automobilelektronik.

Die Vielseitigkeit von High-Density-Interconnect-Boards:

HDI-Leiterplatten werden aufgrund ihrer Miniaturisierungsmöglichkeiten und verbesserten Signalintegrität häufig in der Unterhaltungselektronik, in medizinischen Geräten, in der Luftfahrt und in Automobilsystemen eingesetzt. Die höhere Verdrahtungsdichte und die geringere Größe ermöglichen es Ingenieuren, komplexere Systeme zu entwerfen, ohne die Gesamtgröße des Produkts zu erhöhen.

3. RF (Hochfrequenz)-Leiterplatten: Gewährleistung einer zuverlässigen Übertragung von Hochfrequenzsignalen

Bild RF Leiterplatte

Hochfrequenz (HF)-Leiterplatten sind für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen in Anwendungen wie drahtloser Kommunikation, Radar und Navigationssystemen konzipiert. Diese Leiterplatten arbeiten im MHz- bis GHz-Bereich und sind so konstruiert, dass Signalverluste und Störungen minimiert werden. Die aus speziellen dielektrischen Materialien hergestellten HF-Leiterplatten gewährleisten eine gleichbleibende Impedanz und erhalten die Signalintegrität bei hohen Frequenzen, was für Anwendungen, die eine präzise und zuverlässige Datenübertragung erfordern, von entscheidender Bedeutung ist.

RF-Leiterplatten sind in den folgenden Branchen zu finden:

RF-PCBs werden in der drahtlosen Kommunikation – z. B. für Bluetooth oder WLAN, in der Luft- und Raumfahrt, in der Satellitentechnik, in der Automobilelektronik, in IoT-Geräten, in der Medizintechnik oder in der militärischen Ausrüstung eingesetzt. Diese Leiterplatten ermöglichen die Miniaturisierung von Produkten, da die HF-Funktionalität direkt integriert und somit keine externe Verdrahtung erforderlich ist.

4. Flexible Leiterplatten: Anpassungsfähigkeit für dynamische und kompakte PCB-Designs

Bild Flexible PCB

Flexible Leiterplatten, auch als Flexschaltungen bekannt, sind dünn, leicht und biegsam und damit eine ideale Lösung für Anwendungen, bei welchen herkömmliche starre Platinen zu sperrig oder unflexibel wären. Diese aus flexiblen Polymermaterialien wie Polyimid gefertigten PCBs können gebogen, verdreht und gefaltet werden, ohne zu brechen. Dank dieser Flexibilität passen sie in kompakte oder sich dynamisch bewegende Umgebungen, wie z. B. tragbare Geräte, Kfz-Sensoren, Luft- und Raumfahrtsysteme und medizinische Geräte. Ihre Langlebigkeit in Verbindung mit der Platzersparnis macht sie zu einer unverzichtbaren Komponente in der gegenwärtigen Elektronik.

Anwendungsfälle:

Flexible Leiterplatten werden häufig in der Unterhaltungselektronik eingesetzt, wo sie in Geräten wie Smartphones und Wearables für Zuverlässigkeit sorgen. In der Automobilindustrie ermöglichen sie die Integration von Sensoren und Steuergeräten auf engstem Raum. In der Luft- und Raumfahrt tragen sie durch ihr geringes Gewicht zur Reduzierung des Gesamtgewichts von Systemen bei, während sie in der Medizintechnik in Diagnosegeräten und Geräten eingesetzt werden, die kompakte, zuverlässige Schaltungslösungen erfordern. In der Industrieautomation werden flexible Leiterplatten in der Robotik und in Steuersystemen eingesetzt, die eine lange Lebensdauer und Anpassungsfähigkeit erfordern.

5. Starrflexible Leiterplatten: die Hybridlösung für komplexe Systeme

Bild Starrflexible Leiterplatte

Starrflexible Leiterplatten vereinen die Stärken von starren und flexiblen Leiterplattentechnologien in einer integrierten Lösung. Diese Leiterplatinen bieten mechanische Stabilität in den starren Abschnitten für eine zuverlässige Komponentenmontage und Flexibilität in den biegsamen Abschnitten, wodurch sie in kompakte oder unregelmäßige Räume passen. Durch die Verringerung des Bedarfs an externen Steckverbindern und Kabeln bieten starr-flexible Leiterplatten Gewichtseinsparungen und erhöhte Zuverlässigkeit, was sie besonders für Use Cases geeignet macht, die eine lange Lebensdauer in dynamischen Umgebungen erfordern.

Anpassungsfähig und zuverlässig – das sind die Stärken von Starrflex-Leiterplatten:

Diese hybriden PCBs werden häufig in Branchen eingesetzt, in welchen der Platz begrenzt ist und Flexibilität eine wichtige Rolle spielt. Sie finden sich in tragbaren Geräten, IoT-Produkten, medizinischen Geräten und Automobilelektronik, wo ihre Fähigkeit, Vibrationen und Bewegungen standzuhalten, entscheidend ist. Darüber hinaus spielen sie eine wichtige Rolle in der Luft- und Raumfahrt, im Militär und in Industriesystemen, wo sie kompakte, leichte Lösungen für komplexe Elektronik bieten. Diese Kombination aus Flexibilität, Zuverlässigkeit und platzsparendem Design macht starrflexible Leiterplatten zu einem unverzichtbaren Bestandteil des heutigen Elektronikdesigns.

Zusammenfassend ist die Auswahl der richtigen Leiterplatte also entscheidend für den Erfolg eines jeden elektronischen Systems. Jeder PCB-Typ bietet eindeutige Vorteile, die auf spezifische Anwendungen und Designanforderungen zugeschnitten sind. Von der Unterhaltungselektronik bis hin zu fortschrittlichen Systemen für die Luft- und Raumfahrt: Die richtige Leiterplatte unterstützt nicht nur die Funktionalität des Produkts, sondern verbessert auch seine Gesamtleistung und Zuverlässigkeit. Wenn Sie diese Optionen kennen, können Sie Ihre Produkte optimieren und sicherstellen, dass jedes System in der vorgesehenen Umgebung effizient und effektiv funktioniert.

Unser Team berät Sie gerne zu allen oben genannten Themen und teilt sein Wissen und seine Expertise mit Ihnen, um Funktionalität, Benutzerfreundlichkeit und Zuverlässigkeit in Kombination mit effizienter und stabiler Produzierbarkeit zu gewährleisten.

Teile diese Seite auf

Ihr Kontakt zu copperdot

Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.

Schreiben Sie uns eine Nachricht

Jetzt zum Newsletter anmelden