Bild zeigt eine STRETCH.flex Leiterplatte in mäandernder Form

STRETCH.FLEX LEITERPLATTEN

Dehnbare Elektronik – neue Ansätze und Lösungen

Immer kleiner – immer besser

Die stetig steigende Integration von Elektronik bestimmt den Alltag von uns Menschen. Daher sind z.B. flexible und starr-flexible Schaltungen in sehr vielen Produkten des täglichen Lebens enthalten. Der Trend zu immer kleineren und dennoch an die dreidimensionale Kontur immer besser angepassten Schaltungsträgern ist auch hier ungebrochen.

Seit mehreren Jahren arbeitet Würth Elektronik an Lösungen für diese Fragestellungen. Als ein Teil der Lösung wurden deshalb dehnbare Schaltungsträger zusammen mit dem Fraunhofer Institut entwickelt. Durch die Einführung von thermoplastischem Polyurethan (TPU) als neues Basismaterial und die Ausführung von Leiterbahnen in z.B. Mäander- oder Schlangenform können Eigenschaften wie extreme Flexibilität bis hin zur Biegeschlaffheit oder Elastizität geschaffen werden. Diese Eigenschaften ermöglichen damit komplett neue Anwendungsfelder für die Integration von Elektronik in den Bereichen SensortechnologieSmart Textiles oder (Soft-)Robotik. Zusätzlich eignen sich die weichen und hautfreundlichen Eigenschaften der Polyurethane für den Einsatz im medizinischen Bereich.

Unser Know-how – Ihr Profit!

Vorteile der Würth Elektronik STRETCH.flex Technologie

  • Je nach Art des Layouts: dynamische Dehnbarkeit von 5-20 %
  • Breites Eigenschaftsprofil von TPU
  • Sehr anpassungsfähiges Material – nahezu jede Form ist realisierbar
  • Mehrfach in sich verdrehbar ohne Einfluss auf Stabilität und elektrische Eigenschaften
  • Hautfreundlich
  • Kombinierbar mit Textilien
  • Thermoformbar

STRETCH.flex Design

Relevante Parameter für fertigungsgerechtes Leiterplatten-Design

Mann sitzt an zwei Bildschirmen und designt Leiterplatten

Moderne Leiterplatten-Lösungen sind mehr als nur Verbindungselemente. Sie sind der Schlüssel zum Fortschritt in der Elektronik. Vor diesem Hintergrund unterstützen wir unsere Kund:innen aktiv bei der Entwicklung und bieten darüber hinaus eigene Systemlösungen mit elektronischen Funktionen.

Design Rules

Die STRETCH.flex Design Regeln umfassen alle wichtigen Kenngrößen, die Sie benötigen, um Ihr Projekt erfolgreich zu machen:

Design Guide

In unserem Design Guide finden Sie eine Übersicht über alle Varianten unserer Flex-Lösungen. Außerdem haben unsere Spezialist:innen hier wertvolle Designtipps für Sie zusammengefasst. Damit bringen Sie Ihre Anwendung zuverlässig und sicher zum Erfolg.

STRETCH.flex Stackups

Dehnbare Elektronik – Lagenaufbauten

Aktuell können die dehnbaren Schaltungsträger in verschiedenen Aufbauten gefertigt werden. Zur Abgrenzung der Aufbauten werden diese gemäß folgender Nomenklatur definiert:

Nomenklatur: x S – y Ri

S = Stretch (Dehnbar)

Ri = Rigid (Starr)

x, y = Beschreiben die Anzahl der Lagen. Fehlt die Zahl handelt es sich eine Verstärkung ohne Kupfer.

Mögliche STRETCH.flex Stackups

Skizze Mögliche Stackups STRETCH.flex 1 S

Skizze Mögliche Stackups STRETCH.flex 2 S

Skizze Mögliche Stackups STRETCH.flex 1 S - 0 Ri >EN<

Skizze STRETCH.flex Stackup 1 S  - 1 Ri

STRETCH.flex in der Medizintechnik

Anwendungsbeispiel

Für die direkte Überwachung von Lungen- und Herzfunktion von Neu- und Frühgeborenen (Neonatologie) wird ein dehnbares Substrat eingesetzt, welches direkt in den Brustgürtel mit eingebracht wird.

Bild zeigt Säugling im Bett, dessen Lungenfunktion durch eine Kundenanwendung überwacht wird

Direkte Überwachung von Lungen- und Herzfunktion

Intelligente Textilien: Wearable Technology

Anwendungsbeispiel

In dieser Fahrradjacke des Designers Wolfgang Langeder, die zusammen mit dem Fraunhofer IZM entwickelt wurde, befindet sich mehrere dehnbare Schaltungsträger, die durch die integrierten und aktiv sensorgesteuerten LEDs wesentlich zur interaktiven Sicherheitsbeleuchtung beitragen.

Bild zeigt eine Fahrradjacke, die mit integrierten LEDs die Sichtbarkeit des Trägers erhöht

Radsportjacke mit STRETCH.flex-Technologie

STRETCH.flex FAQs

Informationen finden Sie in unserem Datenblatt.


Aufgrund des erhöhten Handlingsaufwands während der Herstellung ist die STRETCH.flex Technologie ca. 15-25% teurer als eine vergleichbare STARR.flex Leiterplatte.


Ja, generell ist eine Anwendungen im textilen Bereich möglich. Das von uns eingesetzte Polyurethan kann auf textile Oberflächen laminiert werden, je nach Applikation wird jedoch zum Schutz der Bauteile eine Verkapselung empfohlen (z.B. Glob Top).


Durch diverse Forschungs- und erste Kundenprojekte konnten wir vor allem beim Umformen, Hinterspritzen und Laminieren der Schaltungen positive Erfahrungen sammeln.


Die STRETCH.flex Platinen können im Reflow-Verfahren mittels Niedrig-Temperatur-Lot gelötet werden. Aktuell gibt es keine weiteren Erfahrungswerte bei Anwendung anderer Lötverfahren mit Niedertemperatur-Loten, z.B. Dampfphasenlöten oder Wellenlöten. Dies muss individuell geprüft werden. Der Einsatz von normalen SAC-Loten oder generell von Loten mit Liquidus-Temperaturen von 145°C wird nicht empfohlen, da hierbei der Erweichungspunkt bzw. Schmelzpunkt von TPU erreicht wird.


Eine Flip-Chip Bestückung ist möglich, jedoch muss der Flip-Chip Prozess genauer betrachtet werden. Wird ein Lotbasierter Flip-Chip Prozess verwendet, muss eine Niedertermperatur-Lotpaste verwendet werden. Bei Klebstoffbasierten Flip-Chip Prozessen (ICA, ACA, NCA) muss die Aushärtetemperatur des verwendeten Klebstoff zu den Einsatztemperaturen des Thermoplastischen Polyurethan passen.


Bei der Herstellung werden standardisierte Leiterplatten-Produktionsprozesse verwendet. Leiterbahnen nur aus Gold sind deshalb aus Prozessgründen nicht möglich. Die Kupferleiterbahnen können jedoch im nasschemischen Prozess mit einer Gold-Oberfläche beschichtet werden.


Derzeit verwenden wir ausschließlich Kupfer als leitfähiges Material, jedoch arbeitet unsere F&E aktuell aktiv an Aufbauten, die dehnbare Tinten verwenden.


Wir verwenden ausschließlich durchsichtiges/milchiges TPU, an der Einführung von farbigen TPU wird gearbeitet.


Die Produktion der STRETCH.flex Technologie erfolgt nach IATF zertifizierten Herstellungsprozessen, eine Verwendung im Automotive Bereich ist jedoch abhängig vom tatsächlichen Anwendungsgebiet (z.B. ist eine Anwendung im Motorraum aufgrund der Temperaturen kritisch zu bewerten). Sprechen Sie uns hierzu an, wir beraten Sie gerne.


Durch die Herstellung im Produktionspanel (420 mm x 570 mm) ergibt sich eine maximale Länge von 570 mm. Zur Realisierung von größeren Schaltungen können diese jedoch in Schlangen- bzw. Mäanderform gelegt und gefaltet werden.


Nein, derzeit wird diese Funktion noch nicht angeboten.


Unsere aktuell realisierbaren Lagenaufbauten für die STRETCH.flex Technologie finden Sie in unseren Design Rules.


Dann stellen Sie diese Frage gerne per Mail an unsere Produktspezialist:innen.

 


Handmuster WE.band

Würth Elektronik STRETCH.flex Technologie spielerisch verstehen

Lernen Sie die Möglichkeiten der STRETCH.flex Technologie in Bezug auf Design und Anwendungen detailliert kennen. Das Handmuster WE.band zeigt die praktische Umsetzung von dehnbaren Kupferleitern in Ihrem EDA-Tool.

Webinar

"STRETCH.flex – eine dehnbare Leiterplatte – Einführung"

Eine dehnbare Leiterplatte, ist das möglich? JA! In unserem Webinar zeigen wir Ihnen die neue und extrem anpassungsfähige STRETCH.flex Technologie. Durch den Einsatz hautfreundlicher Materialien eignet sich STRETCH.flex beispielsweise für körpernahe Anwendungen. Außerdem ist nahezu jede Form damit realisierbar. Somit entstehen völlig neue Anwendungen und Lösungsansätze. Im Webinar zeigen wir Ihnen Beispiele und geben Ihnen Hinweise, die Ihr Projekt zum Erfolg führen.

 

 

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Webinar "STRETCH.flex – eine dehnbare Leiterplatte – Einführung"

Entwickler hält eine grüne Platine in der Hand und telefoniert

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