LP (Leiterplatte)

Gedruckte Schaltungen, auch Leiterplatten genannt, sind metallkaschierte, glasfasergetränkte Epoxydharzplatten oder Polyimid- und Polyesterfolien, auf denen die Leiterbahnen durch Ätztechniken aus der Metallkaschierung ausgeätzt werden.

Beispiel für eine Multi-Layer-Schaltung. Die einzelnen Layer sind farblich kenntlich genmacht.

Standard-Leiterplatten haben Epoxydharzplatten als Trägerelemente für die Bauelemente, Sockel, Steckplätze, Steckverbinder usw. die auf diesen befestigt werden. Zur Klassifizierung sind die Basismaterialien von Leiterplatten in FR-Klassen (FR, Flame Retardant) klassifiziert. Häufig eingesetzte Leiterplatten sind flammwidrige FR4-Leiterplatten mit einer Dicke von 0,8 mm.

Da die Leiterbahnen auf dem Trägermaterial immer kreuzungsfrei verlegt sein müssen, kann man nur bei einfachen elektronischen Schaltungen mit einer einzigen Leiterbahnebene arbeiten. Bei steigender Komplexität werden beide Seiten der Trägerplatte mit Leiterbahnen ausgestattet. Außerdem können auch beide Seiten mit Bauelementen bestückt werden.

Leiterplatte in SMT-Technik

Reicht die doppelseitige Leiterbahnführung für die Schaltungsrealisierung nicht aus, geht man zur Multilayertechnik über. Dabei werden mehrere dünnere Epoxydharzplatten, die alle mit kaschierten Leiterbahnen ausgestattet sind, passgenau aufeinander geklebt. Anstelle der Epoxydharzplatten treten bei weiter steigender Komplexität kupferkaschierte Polyimid- oder Polyesterfolien, die nur 50 µm dünn sein können. So können sich Leiterplatten aus mehreren Leiterbahnebenen zusammen setzen, das können durchaus 10 bis 20 sein. Die Grenze der Multilayertechnik liegt etwa bei 28 Lagen. Bei dieser Lagenzahl wird das Dielektrikum so dünn, dass es bei höheren Temperaturen für bleifreies Löten zu Problemen kommt. Für die Kontakte zwischen den verschiedenen Leiternbahnen von Multilayer-Leiterplatten sorgen Durchkontaktierungen und Vias.

Nach NEMA definierte Basismaterialien für Leiterplatten

Reicht die bei Standard-Leiterplatten erreichbare Komponenten- und Leiterbahndichte nicht aus, so bietet sich mit der HDI-Leiterplatte ein Lagenaufbau mit kleineren Leiterbahnbreiten und -abständen.

Die Leiterbahnen selber sind aus gut leitendem Material wie Kupfer oder Silber und zur Einschränkung der Korosion teilweise auch in Gold kontaktiert. Die Leiterbahnabstände sind bei modernen gedruckten Schaltungen durch die Kontaktabstände der Sockel bestimmt und liegen bis hin zu 0,5 mm. Technisch können bereits Leiterbahnbreiten und -abstände von 20 Mikrometer erzeugt werden. Durch den hohen Feinheitsgrad lasen sich Chip on Boards (CoB) und Multi-Chip-Module (MCM) problemlos in eine Schaltung integrieren. Mit den Leiterbahnen selbst können Kapazitäten und hochfrequente Leitungen nachgebildet werden. Beispiele hierfür sind Striplines und Microstrips.

Technische Kenndaten einer FR2-Leiterplatte

Die Bauteile, Sockel und Steckerleisten werden in Durchstecktechnik (THT) in die Leiterplatte eingelassen und durchkontaktiert, sie können aber auch mittels SMT-Technik auf der Öberfläche der Leiterplatte verlötet, leitgeklebt oder gebondet werden.

Für Leiterplatten gibt es standardisierte Größen. Die am häufigsten verwendeten Formate für Einschubplatinen für Gestelleinbau sind die Europakarte und die Doppel-Europakarte.