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Les PCB rigide-flexible sont un nouveau type de PCB qui combine les caractéristiques des PCB rigides et flexibles. Utilisant du polyimide comme substrat principal, ces PCB sont pliables et flexibles, s'adaptant aux formes complexes et aux espaces restreints. Ils sont idéaux pour les équipements militaires, les équipements aéronautiques, les dispositifs portables, les caméras, les smartphones, les montres intelligentes, les drones, entre autres.
Les PCB rigides-flex, comme leur nom l'indique, sont en fait des cartes de circuits qui combinent des cartes rigides et flexibles. Ils offrent une excellente flexibilité et pliabilité, ce qui explique leur utilisation courante dans les appareils médicaux, le matériel militaire, l'aérospatiale, les caméras et les smartphones. Le polyimide est plus flexible que l'FR4, avec une constante diélectrique (Dk) située entre 3,0 et 3,5, tandis que l'FR4 varie généralement entre 3,5 et 4,0. Les matériaux en polyimide courants incluent le Nelco et le Rogers, mais le Kapton est souvent utilisé pour les cartes purement flexibles.
Les PCB rigides-flex sont généralement classés en trois types principaux :
1. Rigid-Flex unilatéral : Il s'agit du PCB rigide-flex le plus simple, composé d'une couche de cuivre conductrice reliée à un substrat flexible par des trous percés, et protégé par un revêtement en polyimide.
2. Rigid-Flex bilatéral : Il comporte deux couches conductrices, les trous métallisés (PTH) assurant les connexions électriques entre les couches.
3. Rigid-Flex Multicouche : Celui-ci comporte plus de deux couches conductrices. Les PTH assurent les connexions électriques entre les couches, ce qui rend sa fabrication plus complexe, mais il est idéal pour des applications telles que le câblage haute densité, la réduction des diaphonies et le contrôle de l'impédance.
Par rapport aux PCB rigides, les cartes rigides-flexibles présentent les avantages suivants :
1. Adaptabilité aux environnements complexes : Par exemple, les équipements aérospatiaux doivent résister à des conditions extrêmes. Les cartes rigides-flexibles utilisent du polyimide pour recouvrir les conducteurs, améliorant efficacement leur résistance environnementale.
2. Dimensions réduites et faible poids : Les applications militaires exigent des contraintes strictes en termes de taille et de poids. Les cartes rigides-flexibles peuvent s'adapter à diverses structures compactes et microscopiques, permettant ainsi de réduire la taille et le poids.
3. Résistance élevée aux chocs et aux vibrations : Elles peuvent supporter des impacts intenses sans être endommagées.
4. Réutilisabilité : Les cartes rigides-flexibles peuvent être pliées jusqu'à 100 fois sans être endommagées.
5. Capacités de conception 3D : Ils peuvent être conçus sous des formes tridimensionnelles afin de répondre à diverses exigences d'application.
6. Extrêmement durables et longue durée de vie : Étant résistants aux chocs, ils peuvent être utilisés pendant une longue période sans se casser.
1. Appareils médicaux : par exemple, équipements de protection portables, compresseurs cardiaques et tests sanguins. Les circuits imprimés rigides-flexibles offrent une excellente résistance et un format compact.
2. Électronique grand public milieu et bas de gamme : par exemple, petits téléphones mobiles, mini-ordinateurs et montres pour enfants, ainsi que d'autres produits compacts et complexes.
3. Aérospatiale : par exemple, petits drones, vaisseaux spatiaux, équipements spatiaux et rovers martiens.
4. Militaire : par exemple, systèmes de défense, missiles, bombes atomiques et artillerie aérienne.
5. Électronique automobile : par exemple, tableaux de bord et systèmes de navigation intégrés.
6. Robots intelligents : divers robots d'intelligence artificielle.
Lors de la conception d'un PCB rigide-flexible, portez une attention particulière aux paramètres de conception suivants :
1. Calculez correctement le rayon de courbure du PCB : le rayon de courbure doit se situer dans une plage raisonnable, faute de quoi des dommages peuvent survenir.
2. Déterminez le nombre de plis : déterminez si le PCB sera statique (pli une seule fois) ou dynamique (pli plusieurs fois répétitivement).
3. Sélection des matériaux : le polyimide est recommandé pour la zone flexible et le FR4 pour la zone rigide.
4. Le PTH doit se trouver à au moins 0,5 mm du pli.
5. Évitez les plis à 90°, car cela peut facilement casser.
6. N'utilisez pas de PTH dans la zone flexible ni de trous percés dans le pli.
7. Évitez les environnements excessivement chauds, car ce produit est très sensible à la chaleur.
8. Impact de la structure de stratification sur les performances : faites attention à l'alignement de chaque couche, car cela affectera la stabilité et la fiabilité du PCB rigide-flexible.
Suivez toujours les normes IPC 6013.
1. Conception schématique : Les ingénieurs divisent la carte en zones rigides et flexibles conformément à la norme IPC 6013 et conçoivent d'abord la carte.
2. Sélection des matériaux : Le Kapton/polyimide est sélectionné pour la partie flexible, et le FR4 est sélectionné pour la partie rigide.
3. Laminage : Le laminage est effectué à haute température, mais il faut faire attention à la résistance.
4. Perçage et métallisation : Les cartes empilées sont percées et électrifiées.
5. Installation des composants : Le soudage des composants est réalisé par SMT, soudage manuel et refusion.
6. Tests et contrôle qualité : Plusieurs contrôles qualité et assurances sont effectués sur les produits.
1. Bien que plus coûteux que le FR4, l'efficacité d'assemblage est supérieure.
2. Une fois ce produit adopté, les coûts globaux sont réduits.
3. La production en grand volume peut réduire notre coût moyen.
4. Afin d'éviter des coûts plus élevés pendant la phase de prototypage, la budgétisation doit être effectuée à l'avance.
Caractéristique |
Capacité |
| Épaisseur du matériau |
Partie rigide : 0,8~1,0 mm, également 0,295±0,052 mm Partie flexible : Polyimide (PI) 12,5~75 µm |
| Largeur et espacement des pistes | PCB rigide-flexible : généralement 4 mil/4 mil ou 3 mil/3 mil |
| Taille minimale du trou | 0,2 mm |
| Conception du rayon de flexion |
Flex simple face: ≥ 6× l'épaisseur Flex double face: ≥ 12× l'épaisseur |
| Cycle de flexion dynamique | ≥100 000 cycles sans circuit ouvert |
| Procédé de collage | Contrôle de dilatation thermique, équipement spécialisé de laminage ; inclut FPC/FR-4 |
| Finition de surface | Plaquage chimique or |
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