PCB rigides-flexibles vs PCB flexibles

Les avancées en électronique portable exigent des boîtiers compacts et incurvés, tandis que les circuits imprimés et les applications aérospatiales requièrent une fiabilité élevée et des interconnexions robustes. Les appareils électroniques portables, tels que les smartphones et les appareils photo numériques, requièrent un poids plume et un format réduit. Ces défis exigeants sont relevés par les circuits imprimés flexo-rigides, capables de se plier et de se fléchir. Les circuits imprimés traditionnels sont rigides et non flexibles. Les circuits imprimés flexo-rigides permettent aux concepteurs de concevoir des circuits imprimés plus complexes, robustes et denses, à la fois légers, compacts et performants. Ils constituent donc un choix idéal pour les industries technologiques.

Qu'est-ce qu'un PCB rigide-flex ?

Les circuits imprimés flexo-rigides sont une technologie PCB qui exploite les avantages des PCB à substrats flexibles et rigides. Ces cartes comportent une partie rigide et une partie flexible, facile à plier ou à fléchir. Les PCB flexo-rigides offrent aux concepteurs une liberté créative pour concevoir des formes tridimensionnelles dans une grande variété d'applications. 

Les sections rigides et flexibles ont chacune leur fonction spécifique. La section rigide assure le support structurel et maintient tous les composants. La section flexible assure l'interconnexion entre deux zones rigides et permet le pliage des circuits imprimés. Selon le type d'application, un ou plusieurs circuits flexibles sont fixés sur des cartes rigides. 

Les cartes de circuits imprimés rigides-flexibles sont largement utilisées dans une gamme d'applications, notamment les dispositifs médicaux, la défense, les appareils portables et l'électronique grand public en raison de leur flexibilité, de leur taille miniature et de leurs conditions d'espace limitées.

Comment fabriquer un PCB rigide-flexible ?

Le terme « flexible » désigne un type de circuit imprimé capable de se plier et de fléchir sans se casser, tandis que « rigide » désigne un circuit imprimé fiable et robuste. Le processus de fabrication d'un circuit imprimé rigide-flexible est beaucoup plus complexe que celui d'un circuit imprimé rigide, mais il offre des fonctionnalités différentes de celles des circuits imprimés rigides traditionnels.

Capacités des PCB rigides et flexibles

Avec un PCB rigide-flexible, votre appareil dispose de plusieurs fonctionnalités par rapport aux PCB traditionnels.

1.     Intégrité du signal améliorée : Le PCB rigide-flexible minimise les interconnexions, ce qui réduit le bruit et les interférences électromagnétiques (EMI), ce qui améliore les problèmes d'intégrité du signal.

2.     Grande fiabilité: Le circuit imprimé rigide-flexible réduit les risques de défaillance grâce au nombre minimal de soudures. La flexibilité de la section permet au circuit imprimé de se plier et de fléchir sans se casser. La flexibilité de ces panneaux leur permet de supporter des conditions environnementales difficiles et des contraintes mécaniques élevées.

3.     Conception compacte et peu encombrante : Grâce à une conception PCB flexo-rigide, votre produit comportera moins de connecteurs et de câbles. Il sera ainsi léger, intelligent et compact, ce qui le rendra adapté à de nombreuses applications comme les dispositifs médicaux, l'électronique portable et l'aérospatiale. 

4.     Stabilité mécanique améliorée : La flexibilité des cartes rigides-flexibles augmente la capacité de l'appareil à résister à des contraintes mécaniques plus élevées et les rend plus stables.

Processus de fabrication de circuits imprimés flexibles rigides

Comprendre les circuits imprimés flexo-rigides est essentiel pour concevoir un circuit imprimé flexo-rigide de haute qualité pour votre appareil. Le processus de fabrication d'un circuit imprimé flexo-rigide comprend plusieurs étapes importantes.

Il s'agit de la première étape du processus de fabrication. Les ingénieurs concepteurs définissent l'empilement de circuits imprimés flexo-rigides et conçoivent les schémas détaillés du dispositif. Ils prennent également en compte des facteurs tels que le matériau et le rayon de courbure du circuit imprimé flexo-rigide lors de cette phase et génèrent les fichiers Gerber finaux. Les concepteurs utilisent principalement Altium Designer et Autodesk Eagle pour concevoir des circuits imprimés flexo-rigides.

Le choix des matériaux est une étape cruciale dans la création d'un circuit imprimé rigide-flexible. Lors de cette étape, les ingénieurs choisissent les matériaux des sections rigides et flexibles du circuit imprimé. Généralement, le matériau FR4 est utilisé pour les sections rigides de la carte, tandis que le polyimide est utilisé pour les parties flexibles.

Une fois la conception finalisée, les vias et les trous sont percés dans le circuit imprimé par perçage laser ou mécanique. Après le perçage, une fine couche de cuivre est déposée par placage afin d'assurer la connectivité électrique dans les trous. Ce placage assure un transfert efficace du signal et de l'alimentation entre les différentes couches de flexo-rigide. Le circuit imprimé flexo-rigide est ensuite découpé à sa forme finale au laser ou à la machine CNC.

Au cours de cette étape, les couches rigides et flexibles du PCB sont laminées sous des températures et des contraintes mécaniques extrêmes pour garantir que le PCB rigide-flexible présente une liaison structurelle et une stabilité mécanique maximales.

Le circuit imprimé flexo-rigide est maintenant prêt pour le placement des composants. La pâte à braser est d'abord appliquée sur les pastilles des composants. Grâce aux technologies de montage en surface (CMS) et de montage traversant (THT), les composants sont placés sur le circuit imprimé flexo-rigide. Enfin, la soudure par refusion permet de fixer les composants sur les pastilles prévues à cet effet. La partie flexible est recouverte d'un revêtement en polyimide pour garantir la flexibilité de l'assemblage.

Enfin, le circuit imprimé flexo-rigide est soumis à divers tests, notamment électriques et mécaniques, ainsi qu'à une inspection optique automatisée (AOI). Le test électrique permet d'identifier les courts-circuits et les circuits ouverts potentiels. Les tests mécaniques garantissent la résistance du circuit imprimé flexible à la flexion et aux contraintes mécaniques. L'AOI permet d'identifier les défauts du fabricant. Enfin, un contrôle qualité est effectué pour garantir la conformité du circuit imprimé flexo-rigide à toutes les normes de qualité.

Avantages du circuit imprimé flexible rigide

Bien que les circuits imprimés rigides présentent des avantages uniques tels qu'une production à volume élevé et une rentabilité élevée, les circuits imprimés rigides-flexibles offrent de nombreux avantages par rapport à l'assemblage de circuits imprimés rigides. 

1.     Conception flexible: Les circuits imprimés flexo-rigides permettent aux concepteurs de créer des conceptions plus complexes et flexibles. Ils sont particulièrement adaptés aux applications exigeant flexibilité et flexibilité, comme les appareils compacts et pliables. Leur flexibilité permet aux concepteurs de personnaliser leurs conceptions en fonction des besoins du secteur.  

2.     Compact et léger: La flexibilité de l'assemblage flex-rigide minimise l'utilisation de connecteurs et de câbles, ce qui le rend compact et léger. Ces caractéristiques en font un choix idéal pour les appareils médicaux, aérospatiaux et portables. Par exemple, les stimulateurs cardiaques utilisés pour les patients cardiaques dans le secteur médical nécessitent une conception compacte et flexible.

3.     Gain de place et efficacité : Dans de nombreuses applications, comme les dispositifs médicaux et aérospatiaux, l'espace est un paramètre essentiel de la conception. Les circuits imprimés flexo-rigides offrent des avantages en termes de gain de place en éliminant les connecteurs et câbles encombrants. Ces circuits imprimés peuvent être pliés et courbés pour s'adapter aux espaces restreints, ce qui les rend plus performants que les circuits imprimés rigides traditionnels.

4.     Fiabilité et durabilité : Les circuits imprimés flexo-rigides comportent très peu d'interconnexions et de soudures, ce qui nécessite un usage minimal de connecteurs et de câbles. Cette utilisation réduite réduit le risque de panne, améliorant ainsi la fiabilité des composants. La flexibilité de ces circuits imprimés, notamment au pliage et à la flexion, leur permet de résister à des conditions environnementales difficiles, telles que des températures et des pressions élevées, ce qui leur confère une durabilité supérieure à celle des circuits imprimés rigides traditionnels.

5.     Fourniture de formes complexes : La flexibilité, comme la flexion et le pliage des circuits imprimés rigides-flexibles, permet la création de formes de circuits complexes adaptées aux espaces restreints.

Applications de circuits imprimés flexibles rigides

L'évolution des appareils électroniques exige des conceptions compactes, intelligentes et flexibles. Le circuit imprimé flexo-rigide répond aux besoins de l'industrie et est utilisé dans un large éventail d'applications.

1.     Équipement médical: Les circuits imprimés rigides-flexibles sont largement utilisés dans les dispositifs médicaux en raison de leur fiabilité et de leur flexibilité. Cette flexibilité leur permet de s'adapter à des formes irrégulières, comme les stimulateurs cardiaques utilisés pour les patients cardiaques. Parmi les autres applications médicales où les circuits imprimés rigides-flexibles sont utilisés, on trouve les scanners, les appareils de surveillance ECG et les tensiomètres.

2.     Appareils portables : Les circuits imprimés rigides-flexibles sont utilisés dans les appareils électroniques portables tels que les montres intelligentes, les écouteurs sans fil et les appareils Bluetooth qui nécessitent des conceptions légères et flexibles.

3.     Industrie aérospaciale: Dans l'industrie aérospatiale, notamment dans le secteur aéronautique, l'espace et le poids sont des paramètres de conception essentiels. Les circuits imprimés flexo-rigides sont largement utilisés dans ces applications en raison de leur légèreté, de leur faible encombrement et de leur grande fiabilité. Leur capacité à résister à des conditions environnementales difficiles, telles que des températures élevées et des contraintes mécaniques extrêmes, les rend parfaitement adaptés aux applications spatiales et militaires.

4.     Électronique grand public:  L'électronique grand public est l'une des applications courantes dans lesquelles les circuits imprimés rigides-flexibles sont utilisés en raison de leur flexibilité, comme la flexion et le pliage d'appareils électroniques tels que les appareils photo numériques, les smartphones et les appareils portables. 

5.     Technologie spatiale: Les circuits imprimés rigides-flexibles sont également utilisés dans les dispositifs de mission spatiale tels que les satellites GPS, les rovers martiens, les dispositifs de mission lunaire et les véhicules spatiaux en raison de leur légèreté et de leur capacité à résister à des fluctuations de température extrêmes.

Quand choisir des circuits imprimés rigides et flexibles ?

Comme indiqué précédemment, les circuits imprimés rigides-flexibles présentent divers avantages par rapport aux circuits imprimés rigides traditionnels, mais le choix d'un circuit imprimé rigide-flexible pour votre projet dépend en grande partie de l'application et des exigences spécifiques du projet.

Si votre projet exige une fiabilité, une durabilité et une flexibilité élevées, les circuits imprimés flexo-rigides sont parfaits pour répondre à ces exigences de conception. Par exemple, pour les applications nécessitant des contraintes d'espace (comme les appareils médicaux et militaires), de légèreté (comme les smartphones et les écouteurs), et de fiabilité (comme la résistance aux températures élevées), les circuits imprimés flexo-rigides sont idéaux pour ces applications, et il est essentiel de les choisir pour des produits de haute qualité.

PCB flexibles vs PCB rigides-flexibles

Les circuits imprimés flexibles sont conçus pour se plier et se replier sans se casser et sont capables de supporter des contraintes mécaniques. Ils ne comportent pas de partie rigide. Ils sont principalement utilisés dans les appareils électroniques portables tels que les montres connectées et les écouteurs, où les contraintes d'espace sont des paramètres de conception essentiels.

Les circuits imprimés flexo-rigides sont une technologie PCB conçue pour bénéficier des avantages des technologies à substrats flexibles et rigides. Cela signifie que ces cartes comportent une partie rigide et une partie flexible, facile à plier ou à fléchir. Les PCB flexo-rigides sont largement utilisés dans des applications telles que le médical, les communications par satellite, l'armée et l'aérospatiale, où l'espace, la fiabilité, la durabilité et la flexibilité sont des contraintes de conception essentielles.

Présentation des circuits imprimés flexibles

Les circuits imprimés flexibles sont des cartes de circuits imprimés qui peuvent être pliées et pliées sans être endommagées. Ils sont principalement utilisés pour obtenir des conceptions légères, flexibles et compactes, capables de résister à des conditions environnementales extrêmes et aux vibrations. Les applications typiques des circuits imprimés flexibles sont les montres connectées, les écouteurs et les vêtements connectés.

PCB flexibles vs PCB rigides-flexibles

Conclusion

En conclusion, les circuits imprimés flexo-rigides offrent des solutions de conception flexibles, fiables et légères pour un large éventail d'applications. Leurs caractéristiques uniques en font un choix idéal pour les applications médicales, aérospatiales, de télécommunications, de communication par satellite, d'électronique grand public et de défense. Le choix d'un circuit imprimé flexo-rigide pour votre projet dépend en grande partie du type d'application et des paramètres de conception envisagés. Par conséquent, la compréhension des circuits imprimés flexo-rigides est essentielle pour que les ingénieurs concepteurs puissent prendre des décisions éclairées concernant leurs produits.