Quels types d'appareils électroniques font partie de votre vie quotidienne? Il pourrait s'agir de smartphones, des ordinateurs, ordinateurs portables, comprimés, appareils photo, et quelques autres gadgets électroniques. Un élément commun que partagent ces appareils est leur dépendance aux cartes de circuits imprimés. (PCB) Pour fonctionner. Parmi les divers types de PCB, Les PCB flexibles se distinguent par leurs propriétés et applications uniques. Dans ce blog, nous examinerons de près les PCB flexibles depuis leur définition et leur construction jusqu'à leurs types et applications.
Qu'est-ce qu'un PCB flexible?
Un PCB flexible fait référence à un type de circuit imprimé conçu pour se plier, torsion, et s'adapte à différentes formes sans perdre la fonctionnalité. Cela diffère du traditionnel PCB rigides en ce qu' il utilise un matériau polymère flexible, comme le polyimide ou le polyester, comme substrat de base au lieu de la fibre de verre rigide. Les traces conductrices de cuivre sont laminées sur cette couche de base en polymère flexible, créer un circuit imprimé fin et pliable. L'absence de renfort rigide permet au PCB flexible de fléchir dynamiquement, torsion, et contorsion pendant le fonctionnement, ce qui le rend adapté aux applications où l'espace est limité, le poids est un souci, ou le PCB doit s'insérer dans des espaces restreints ou autour de surfaces courbes.
PCB flexible: Construction et matériaux utilisés
Le PCB flexible se compose principalement des couches suivantes:
- Substrat flexible diélectrique
La couche diélectrique fondamentale est essentielle à la construction des chemins conducteurs. Donc, la sélection d’un matériau approprié pour le substrat flexible est cruciale. Les options courantes incluent le polyimide, Polyester, PTFE, et polymère à cristaux liquides (LCP). Parmi eux, Le polyimide est le flexible le plus utilisé matériau du substrat en raison de sa durabilité supérieure, caractéristiques thermiques, et un rapport coût/performance avantageux.
- Couche conductrice
Les couches conductrices sont constituées d'une feuille de cuivre ou d'un revêtement en cuivre laminé sur le substrat.. Ces couches sont gravées pour former les modèles de circuit souhaités, y compris les traces, coussinets, et vias. Le cuivre est le matériau le plus populaire pour les couches conductrices car il est rentable. Certains autres choix incluent l’encre argentée, Constantan, Carbone, Aluminium, et Inconel.
- Couche adhésive
Il fixe fermement le métal conducteur sur le substrat. Vous devrez être très sélectif lors du choix des matériaux adhésifs. Il existe différents matériaux adhésifs disponibles pour les circuits imprimés, notamment l'époxy., Adhésifs sensibles à la pression, et Acrylique.
- Recouvrir
Le revêtement est appliqué sur le dessus du circuit flexible et son rôle est de protéger les traces de cuivre des facteurs défavorables tels que l'humidité., poussière, et contaminants chimiques. Il peut prévenir efficacement des problèmes tels que les courts-circuits électriques. Le matériau à partir duquel le revêtement est fabriqué est généralement du polyimide, masque de soudure liquide photoimageable, ou d'autres matériaux diélectriques.
- Raidisseur
Dans certaines situations, un matériau de renforcement supplémentaire peut être ajouté à des régions spécifiques de la carte de circuit imprimé flexible. Le but de ce raidisseur est de conférer de la rigidité et un support structurel là où cela est nécessaire.. Les matériaux de renforcement couramment utilisés comprennent le polyimide à dos adhésif ou les stratifiés FR-4.
Différents types de cartes de circuits imprimés flexibles
Il y a 4 principaux types de circuits imprimés flexibles disponibles sur le marché. Voici comme suit:
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Circuit flexible simple face
C'est l'une des conceptions de circuits les plus courantes. Il y a plusieurs raisons à sa popularité. Par exemple, ils sont les moins chers. Ils contiennent des variantes très efficaces pour différentes applications flexibles.
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Circuit flexible double face
C'est la deuxième conception la plus courante pour les circuits imprimés flexibles. Il est utile pour toutes les applications qui nécessitent une interconnexion haute densité de circuits. Dissocier les circuits unilatéraux, il comporte deux couches métalliques reliées par un trou plaqué. Un circuit double face standard contient des couches successives d'adhésif et de film de couverture des deux côtés d'un film de base.
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PCB Flex multicouche
Les circuits flexibles multicouches sont constitués de trois couches ou plus de matériaux conducteurs séparées par des couches diélectriques isolantes. Ils sont plus chers que les autres types de PCB en raison de la complexité de leur construction. Mais ces cartes offrent plusieurs avantages par rapport à leurs homologues à simple ou double couche, tels que des performances électriques améliorées., fonctionnalités avancées, et une robustesse mécanique améliorée.
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PCB Rigid-Flex
Comme le nom le suggère, c'est une configuration hybride qui est une combinaison de cartes de circuits imprimés rigides et flexibles. La partie rigide supporte tous les composants et renforce les connecteurs. pendant ce temps, la section flexible fournit toute la connectivité pour différentes sections rigides. En raison de leur fiabilité, force, et flexibilité, ils sont populaires dans des applications telles que l'armée, aérospatial, électronique automobile et commerciale.
Les applications de la carte PCB flexible
Quand il s'agit de fiabilité, adaptabilité et flexibilité maximales, flex PCB est extrêmement utile. Voici quelques applications les plus importantes des circuits imprimés flexibles:
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PCB flexibles dans l'électronique informatique
Plusieurs composants principaux de l'ordinateur reposent sur des circuits flexibles pour un fonctionnement correct. Par exemple, pour suivre les vitesses élevées, les composants des disques durs doivent être flexibles. Lors de l'utilisation de disques durs pendant une longue période, ça peut devenir chaud. Cela signifie que les circuits imprimés doivent être capables de résister à des températures élevées. C'est là qu'intervient le PCB flexible. De même les ordinateurs, vous pouvez trouver des circuits imprimés flexibles dans d'autres gadgets électroniques, comme les systèmes de jeux, télévisions, et imprimantes.
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Cartes imprimées flexibles dans l'électronique automobile
La majorité du matériel électronique automobile utilise des circuits flexibles. Par exemple, les unités de gestion moteur ou les ordinateurs et les contrôleurs d'airbag utilisent des PCB flexibles. Nous pouvons également trouver des cartes PCB flexibles dans les systèmes Dash, systèmes de freinage antiblocage, et tableaux de bord. Cette préférence découle de la capacité unique des PCB flexibles à s'adapter aux formes irrégulières et aux espaces compacts., éliminant le besoin de serre-câbles ou de connecteurs encombrants.
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PCB flexibles dans le domaine médical
Les cartes de circuits imprimés flexibles ont une importance significative dans différentes applications médicales et pharmaceutiques. L'application la plus populaire des circuits flexibles est une caméra avalable, communément appelé PillCam. Cette caméra aide les médecins ou professionnels de la santé à avoir une vue précise du corps humain. en outre, des PCB flexibles sont utilisés pour créer des membres prothétiques réalistes. Des chercheurs ont introduit une technique pour imprimer des circuits sur un matériau flexible et organique. Ce matériau est extrêmement plus petit que les cartes imprimées flex typiques, il peut donc se déplacer naturellement sans endommager.
Avantages et inconvénients des PCB flexibles
De même tous les autres types de cartes de circuits imprimés, ça a aussi des avantages et des inconvénients:
Avantages des circuits imprimés flexibles
Il existe plusieurs avantages des cartes de circuits flexibles par rapport aux connexions électriques conventionnelles. Voici quelques avantages des flex-circuits:
- Il élimine complètement les connexions mécaniques.
- Avoir la capacité de produire un signal fort et fiable.
- Il tolère une température énorme.
- En raison de sa flexibilité, il n'est pas cassable facilement ce qui le rend fiable.
- Vous pouvez facilement le plier et le plier, résultant en une taille plus petite.
- Il couvre une très petite surface en raison de sa plus petite taille.
- Les circuits flexibles sont légers.
Inconvénients des circuits imprimés flexibles
Il y a quelques inconvénients à cette carte. Voici quelques inconvénients des flex-circuits:
- Bien qu'il soit durable, le coût initial de ce circuit imprimé est assez élevé.
- Il est extrêmement difficile d'apporter des modifications à ce circuit imprimé après l'avoir finalisé.
- Sa retouche et sa soudure nécessitent une équipe d'ingénieurs professionnels.
Quand utiliser un PCB flexible?
Les cartes de circuits imprimés flexibles sont constituées de polyimide ou de quelque chose de similaire. Ils peuvent tolérer des températures extrêmes même entre 200 et 400C. Il est donc important d'utiliser un circuit flexible lors du développement d'applications à haute température et densité.. Par exemple, mesures de forages dans différentes industries gazières et pétrolières, avoir une bonne utilisation. aditionellement, ils sont capables de résister à des températures élevées et offrent une forte résistance aux produits chimiques, radiation, et exposition aux UV. Il est donc extrêmement utile pour toutes les applications de ce type traitant des produits chimiques, etc..
Pourquoi ne pas utiliser exclusivement des PCB flexibles?
Malgré les nombreux avantages offerts par les PCB flexibles, y compris leur polyvalence et leur adaptabilité, ils n'ont pas complètement remplacé les PCB rigides. Le principal facteur de dissuasion est le coût. Les PCB flexibles entraînent généralement des coûts de production et de matériaux plus élevés que leurs homologues rigides.. par conséquent, de nombreuses entreprises optent pour les PCB flexibles uniquement dans les applications qui bénéficient spécifiquement de leurs propriétés uniques. Pour les processus généraux de fabrication et d’assemblage, les PCB rigides sont préférés pour gérer et réduire les coûts globaux.
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