Avantages des PCB flexibles et des PCB rigides-flexibles

Selon la norme IPC 6013, les panneaux flexibles sont classés en panneaux simple face, double face, multicouches et rigides-flexibles.

Le processus de fabrication des panneaux rigides et flexibles comprend la préparation des matériaux, le formage, la gravure, le perçage, le placage, la découpe des panneaux flexibles et les tests électriques.

Le processus de fabrication des cartes rigides-flexibles constitue un choix idéal pour la construction de circuits dans les secteurs médical, aérospatial, militaire et des télécommunications.

Grâce à leurs avantages tels que leur légèreté, leur haute densité d'assemblage et leur miniaturisation, la demande en circuits imprimés flexibles est en hausse. Ces derniers bénéficient également d'une conception mécanique avancée et d'excellentes performances électriques et thermiques. Leur popularité a stimulé le développement d'autres produits connexes, comme les circuits imprimés flexibles HDI, les circuits imprimés flexibles intégrés et les circuits imprimés rigides-flexibles.

Parmi ces produits dérivés, les circuits imprimés rigides-flexibles sont couramment utilisés dans les secteurs de l'automobile, du médical, de la défense et de l'aérospatiale. Leur fabrication est un processus long et complexe, comprenant des étapes telles que la préparation des matériaux, la gravure, le perçage et le métallisation, suivies de la fabrication du produit final. Ce guide présente les circuits imprimés flexibles et explique le processus de fabrication des circuits imprimés rigides-flexibles.

Avantages des PCB flexibles

Un circuit imprimé constitué de matériaux de base flexibles est appelé un PCB flexible. Les PCB flexibles (ou cartes flexibles) sont flexibles et adaptables, capables d'être façonnés pour répondre aux exigences de diverses applications. Par rapport aux planches rigides traditionnelles, les planches flexibles présentent de nombreux avantages, notamment :

• Petite taille, léger
• Fin
• Miniaturisation des circuits, haute densité d'assemblage
• Moins d'erreurs de câblage
• Flexibilité, adaptée à la construction de circuits pliables
• Pas besoin de connecteurs mécaniques
• Compatible avec les interconnexions 3D
• Grande liberté de conception mécanique et électronique
• Intégrité élevée du signal et fiabilité du circuit
• Bon contrôle d'impédance
• Large gamme de températures de fonctionnement
• Forte résistance aux chocs
• Convient aux environnements difficiles

Malgré tous ces avantages, les PCB flexibles ont des coûts de matériaux plus élevés que les cartes rigides ou rigides-flexibles. Les cartes rigides-flexibles combinent les avantages des PCB rigides et flexibles, ce qui en fait une aubaine pour la fabrication de circuits. Le contenu suivant présentera les cartes rigides-flexibles et le processus de fabrication rigide-flexible.

Les cartes rigides et flexibles sont couramment utilisées dans les industries automobile, médicale, militaire et aérospatiale.

Qu'est-ce que les planches rigides-flexibles

Selon la norme IPC 6013, les panneaux flexibles sont classés en différents types, notamment les panneaux simple face, double face, multicouches et rigides-flexibles. Le type 4 selon IPC 6013 mentionne les planches rigides-flexibles, qui combinent les avantages des planches flexibles et rigides. Elles peuvent être décrites comme des planches hybrides ou des planches rigides-flexibles. Les planches rigides-flexibles sont divisées en deux catégories :

1. Type de montage flexible – Ce type ne peut être plié qu’une seule fois lors de l’installation ou de la maintenance.
2. Type flexible dynamique – Ce type peut être plié plusieurs fois pendant l’utilisation.

Les cartes rigides-flexibles conviennent aux applications qui nécessitent une petite taille, c'est-à-dire la nécessité d'incorporer plus de composants dans une zone plus petite. Conçues dans un espace 3D, les cartes rigides-flexibles ont une efficacité spatiale plus élevée ; ils peuvent être pliés ou pliés de manière dynamique, facilitant la formation de la forme requise dans l'emballage du produit final ; ils ne nécessitent pas beaucoup d'interconnexions, nécessitent moins de maintenance et sont largement reconnus pour leur fiabilité ; les cartes rigides et flexibles sont les plus couramment utilisées dans les secteurs médical, des télécommunications et de l'aérospatiale.

Les cartes rigides-flexibles conviennent aux applications qui nécessitent une petite taille, c'est-à-dire la nécessité d'incorporer plus de composants dans une zone plus petite.

Processus de fabrication rigide-flexible

Avant que le processus de fabrication rigide-flexible ne commence, la conception de la conception du PCB doit être effectuée. Une fois la disposition déterminée, le processus de fabrication rigide-flexible peut commencer.

Le procédé de fabrication rigide-flex combine les techniques de fabrication des planches rigides et flexibles. Les cartes rigides et flexibles empilent les PCB rigides et flexibles couche par couche. Les composants sont assemblés dans les zones rigides et interconnectés aux cartes rigides adjacentes via les zones flexibles. Les connexions entre les couches sont introduites par des trous traversants plaqués.

Le processus de fabrication rigide-flexible comprend les étapes suivantes :

1. Préparer le substrat : La première étape du processus de fabrication rigide-flexible consiste à préparer ou à nettoyer le stratifié. Qu'il y ait ou non un revêtement adhésif, les stratifiés comportant des couches de cuivre doivent être pré-nettoyés avant d'être utilisés dans d'autres processus de fabrication.
2. Génération de motifs : réalisée par sérigraphie ou imagerie photo.
3. Processus de gravure : les deux côtés du stratifié avec le motif de circuit sont immergés dans un réservoir de gravure ou pulvérisés avec une solution d'agent de gravure pour la gravure.
4. Processus de perçage mécanique : des systèmes de perçage de précision ou des perçages techniques sont utilisés pour percer les trous de circuit, les tampons et les modèles de trous traversants requis dans les panneaux de production. Par exemple, la technologie de perçage laser.
5. Processus de placage de cuivre : l'objectif du processus de placage de cuivre est de déposer le cuivre requis à l'intérieur des trous traversants plaqués pour établir des interconnexions électriques entre les couches de la carte rigide-flexible.
6. Appliquer une couche de couverture : le matériau de la couche de couverture (généralement un film polyimide) et l'adhésif sont imprimés sur la surface du panneau rigide-flexible par sérigraphie.
7. Stratification de la couche de couverture : La stratification est effectuée à des températures, pressions et limites de vide spécifiques pour garantir une bonne adhérence de la couche de couverture.
8. Appliquer des nervures de renfort : des nervures de renforcement supplémentaires peuvent être appliquées avant des processus de stratification supplémentaires, en fonction des exigences de conception du panneau rigide-flexible.
9. Découpe de panneaux flexibles : utilisez des méthodes de poinçonnage hydrauliques ou des couteaux de poinçonnage spécialisés pour couper le panneau flexible du panneau de production.
10. Tests et validation électriques : les cartes rigides-flexibles sont testées électriquement conformément aux directives IPC-ET-652 pour confirmer que les performances d'isolation, l'interconnexion, la qualité et les performances de la carte de circuit imprimé répondent aux exigences des spécifications de conception. Les méthodes de test comprennent des tests à sonde volante et des systèmes de test en grille.

Le processus de fabrication rigide-flexible est un choix idéal pour la construction de circuits dans les secteurs médical, aérospatial, militaire et des télécommunications, car ces cartes de circuits imprimés offrent d'excellentes performances et des fonctions précises, en particulier dans les environnements difficiles.

Les ingénieurs vérifient généralement ce point en même temps que les notes relatives à la fabrication de circuits flexibles et aux circuits imprimés pour transformateurs de puissance lors de la préparation d'une carte de circuit imprimé ou d'une carte PCBA fiable.