Nachricht vom 12.12.2024    

Wissenswertes zum Thema Leiterplatten-Bau

RATGEBER | In der heutigen Welt sind unsere täglichen Aktivitäten bequemer und effizienter geworden. Dafür nutzten wir unterschiedliche, elektronische Geräte. Das wohl mit am häufigsten genutzte Gerät ist dabei das Mobiltelefon. Die Technologie hat sich stark weiterentwickelt, um bessere Funktionen zu ermöglichen. In der Regel sind aber die Feinheiten in den schön verpackten Geräten verborgen. Sieht man mal ein offenes, elektronisches Gerät, werden grüne Platinen sichtbar, auf denen winzige Komponenten montiert sind. Diese Platinen nennt man Leiterplatten (PCB).

Was ist eine Leiterplatte?
Als Leiterplatte wird eine mechanische Basis bezeichnet. Diese nimmt die Komponenten eines elektrischen Schaltkreises auf und verbindet sie. Man findet Leiterplatten in fast allen modernen Geräten als auch Zubehörteilen, wenn es um die Unterhaltungselektronik geht. So zum Beispiel in Telefonen, Tablets, Smartwatches und drahtlosen Ladegeräten sowie Netzteilen.

Wie sind Leiterplatten aufgebaut?
Die mehrschichtigen Platten, welche aus verschiedenen Werkstoffen bestehen, stellen eine stabile Grundlage für eine Leiterplatten-Baugruppe (PCBA) dar und sind verantwortlich für das Leiten des Stromflusses zwischen aktiven sowie passiven Komponenten. In der Regel besteht die Grundschicht einer Leiterplatte aus der Kombination von soliden, nicht leitenden Werkstoffen, welche Wasserbeständigkeit, Isolierung als auch Temperaturstabilität bieten.

Man zählt FR4, Metalle und Polyimid (PI) zu den gängigen Leiterplattenmaterialien. Bei der Wahl von Werkstoffen für eine Leiterplatte sollten Faktoren, wie z.B. Kosteneinsparungen, funktionale Leistung (beispielsweise Wärmeausdehnung) sowie Umweltfreundlichkeit berücksichtigt werden. Ein bekannter Leiterplattenhersteller ist zum Beispiel Leiton.

Nimmt man bei einer Leiterplatte die Grundschicht, sind darauf Leitungen eingeätzt. Diese übertragen Signale von Punkt zu Punkt. Die dünnen Körper, die auch als „Spuren“ bezeichnet werden, bestehen meist aus Kupfer. Das ist ein hochleitfähiges Material, welches es ermöglicht, dass sich Elektronen zwischen den Komponenten mit einem geringen Widerstand bewegen.

Verschiedene Arten von Leiterplatten
Es gibt verschiedene Typen von Leiterplatten, die unterschiedliche Leistungseigenschaften bieten. Sie werden oft anhand der Formbarkeit des verwendeten Substrats klassifiziert. Die infrage kommenden Substrate können dabei starr, flexibel oder eine Mischung aus beidem sein.

Außerdem kann man, ergänzend zu diesen drei Haupttypen, Leiterplatten auch anhand anderer Kriterien kategorisieren. So zum Beispiel anhand der Platzierung der Komponenten (einseitige, doppelseitige Leiterplatten), der Werkstoffe (Metallkernplatten, Keramikplatten), der Anschlussdichte (hoch-dichte sowie ultra-hochdichte Verbindungsplatinen) oder anhand der Anzahl der Schichten (Leiterplatten 16-lagig).

Nutzung von Leiterplatten in unterschiedlichen Branchen - Dazu Beispiele:
Hat ein Gerät einen Einschalter, so wird es wahrscheinlich auch eine Leiterplatte haben. In fast allen elektronischen Geräten werden Leiterplatten in unterschiedlichen Branchen bei verschiedenen Gerätetypen eingesetzt.

Im High-Tech-Bereich
In der hochkomplexen und schnellen Hightech-Branche fördern kundenspezifische Leiterplatten Innovationen (zum Beispiel 5G-Infrastruktur als auch Hochgeschwindigkeits-Datenverarbeitung). Es ist möglich, dass diese Platinen eine hohe Anzahl Schichten sowie einzigartige Werkstoffe aufweisen, weil diese Branche den neuesten Geräteentwicklungsstand mitbestimmt.

In der Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung
Geht es um die Luft- und Raumfahrt sowie auch um die Verteidigung, ist hier Zuverlässigkeit von entscheidender Bedeutung. Oft sind da Geräte ferngesteuert und extremen Umwelteinflüssen ausgesetzt (zum Beispiel Vibrationen, unterschiedlichen Temperatur oder Erschütterungen). Leiterplatten werden dann in Sensoren, in der Stromversorgung sowie in Navigationssystemen für Satelliten als auch Flugzeuge verwendet.

In der Automobilindustrie
Leiterplatten findet man in allen modernen Fahrzeugen in Airbags, Head-up-Displays, fortschrittlichen Fahrerassistenzsystemen als auch in weiteren Bereichen. Bei Elektrofahrzeugen spielen sie eine besonders bedeutende Rolle, weil sie die Leistungsabgabe sowie den Betrieb von Elektromotoren steuern. (prm)

Autor: Bettina Salarno