Un rigide-PCB flexible Il s'agit d'un nouveau type de circuit imprimé alliant la durabilité des circuits imprimés rigides à la flexibilité des circuits imprimés flexibles (FPC). Parmi tous les types de circuits imprimés, les circuits imprimés rigides-flexibles offrent la plus grande résistance aux environnements difficiles, ce qui les rend populaires auprès des fabricants d'équipements de contrôle industriel, médicaux et militaires. WonderfulPCB augmente également progressivement la part des circuits imprimés rigides-flexibles dans sa production totale.
Les avantages des PCB rigides-flexibles sont leurs excellentes propriétés à la fois PCB rigide et les FPC flexibles. Pliables et cintrés, ils permettent un gain de place, tout en permettant le soudage complexe des composants. Comparés aux câbles traditionnels, ils offrent une durée de vie plus longue, une stabilité plus fiable et sont moins sujets à la rupture, à l'oxydation ou au détachement, améliorant ainsi considérablement les performances du produit. Cependant, les PCB rigides-flexibles présentent quelques inconvénients : leur production implique de nombreux processus, leur fabrication est complexe, leur rendement est faible et ils nécessitent beaucoup de matériaux et de main-d'œuvre, ce qui les rend coûteux et leur cycle de production plus long.
Quelles sont les applications du flex-rigide PCB?
1.Usage industriel – Cela inclut des applications dans des secteurs tels que l'armée et la médecine. La plupart des pièces industrielles exigent précision, sécurité et durabilité, ce qui justifie les propriétés requises pour les circuits imprimés flexo-rigides : haute fiabilité, haute précision, faible perte d'impédance, excellente qualité de transmission du signal et durabilité. Cependant, en raison de la complexité du processus, le volume de production est faible et le prix unitaire relativement élevé.
2.Téléphones mobiles – Applications courantes de PCB rigide-flex dans les téléphones mobiles, on trouve notamment la charnière des téléphones pliables, les modules d'appareil photo, le clavier et les modules RF.
3.Electronique – Dans les produits grand public, les appareils photo numériques (DSC) et les caméras numériques (DV) sont des dispositifs représentatifs du développement des circuits imprimés flexo-rigides. Ils connectent différentes cartes et composants en trois dimensions, augmentant ainsi la surface utile totale du circuit imprimé tout en conservant la même densité de circuit. Cela améliore la capacité du circuit et réduit les limitations de transmission du signal et les taux d'erreur d'assemblage. De plus, les circuits flexo-rigides étant légers, fins et flexibles, ils contribuent à réduire la taille et le poids du produit.
4.Automobile – Dans les véhicules, les circuits imprimés rigides-flexibles sont utilisés dans des applications telles que la connexion des boutons du volant à la carte mère, la liaison des écrans et des panneaux de commande dans les systèmes vidéo des véhicules, le contrôle des boutons sur les panneaux de porte de la voiture, les systèmes d'imagerie radar de recul, les capteurs (qualité de l'air, température, humidité et contrôle spécial des gaz), les systèmes de communication, la navigation par satellite, les panneaux de commande des sièges arrière et les systèmes de détection de véhicules externes.
Points clés de la fabrication de circuits imprimés rigides-flexibles
La création et le développement des FPC et des PCB ont donné naissance au PCB rigide-flexible, qui est formé en combinant circuits imprimés flexibles et des circuits imprimés rigides grâce à des procédés comme le laminage. L'élément clé de la fabrication de circuits imprimés flexo-rigides réside dans le procédé de laminage, notamment à la jonction entre les sections flexibles et rigides. Si les procédés de laminage de circuits imprimés ou de circuits imprimés en circuit imprimé (FPC) autonomes sont matures, la combinaison de ces deux types de circuits imprimés flexo-rigides reste un défi pour les fabricants.
- L'utilisation de machines de laminage sous vide garantit une pression et une température continues pour une adhérence et une liaison optimales des matériaux.
- Des matériaux de recouvrement appropriés doivent être sélectionnés : un revêtement souple peut présenter des traces et des motifs métalliques sur la surface, tandis qu'un matériau trop dur peut provoquer une sous-pression et des bulles.
Défis de la fabrication de circuits imprimés rigides-flexibles
Les circuits imprimés flexo-rigides impliquent des processus complexes, et certaines technologies et défis clés sont difficiles à maîtriser. Les différences de structure et de matériau entre les cartes flexibles et rigides entraînent des différences significatives de stabilité dimensionnelle, rendant le choix de matériaux adaptés crucial pour un alignement correct.
Pour la section flexible :
- Les matériaux souples doivent être guidés à travers la ligne de production à l'aide d'une plaque de support pour éviter les bourrages et le gaspillage.
- La manipulation précise des couches individuelles est essentielle pour l'alignement, notamment en raison de la sensibilité des matériaux polyimides aux solutions alcalines fortes, qui peuvent provoquer un gonflement.
- La qualité de la stratification peut être améliorée en utilisant des matériaux tampons appropriés tels que des films en polypropylène ou des feuilles de PTFE pour améliorer la liaison entre les couches.
Pour la section rigide :
- Assurer une direction uniforme du grain du tissu en fibre de verre et éliminer les contraintes thermiques pendant la stratification pour éviter le gauchissement.
- Contrôle de l'expansion et de la contraction lors du laminage, notamment pour les sections flexibles.
- Les fenêtres flexibles peuvent être traitées à l'aide de méthodes de pré-fraisage ou de post-fraisage, en fonction de la structure et de l'épaisseur du panneau.
Impact de la hausse des prix des matières premières sur les coûts des circuits imprimés rigides-flexibles
Depuis septembre 2020, les prix des CCL (laminés plaqués cuivre) ont fortement augmenté, en raison d'une pénurie de matières premières et d'une forte demande en aval. La hausse du coût des matières premières, notamment du cuivre, de la fibre de verre et de la résine, a fait grimper les prix des CCL jusqu'à 100 %. Cependant, cette hausse a eu un impact relativement faible sur les coûts des circuits imprimés flexo-rigides, car les coûts des matériaux représentent une part plus faible du coût total que ceux des circuits imprimés classiques.
Points de contrôle qualité dans la fabrication de circuits imprimés rigides et flexibles pour modules de caméra
Les circuits imprimés rigides-flexibles des modules de caméra sont particulièrement difficiles à fabriquer en raison du faible espacement (2 à 3 mil) entre les pastilles COB (puce sur carte) et de la nécessité de traitements de surface comme l'ENEPIG (nickel autocatalytique, palladium autocatalytique, or par immersion), qui peuvent entraîner des gravures latérales. Pour y remédier, deux défis doivent être relevés :
- Gravure au trait fin – Pour traiter les petits formats de COB PAD, il est conseillé d'utiliser des machines d'exposition LDI (imagerie directe laser), car elles offrent une résolution supérieure aux machines traditionnelles. Cela permet d'éviter tout désalignement lors de l'exposition.
- Contrôle de gravure latérale du masque de soudure – Une encre de masque de soudure plus fine doit être utilisée pour réduire les pores de l’encre, ce qui entraînerait sinon des taux de placage latéral élevés et des courts-circuits pendant le traitement de surface.
En conclusion, rigide-flexible Prototypage PCB et la fabrication impliquent des défis uniques en raison de leur structure matérielle et de leurs applications, nécessitant des ajustements à chaque étape de la production pour optimiser les processus et les paramètres.
