Qu'est-ce que l'empilement de circuits imprimés rigides et flexibles

Dans le monde technologique actuel, en évolution rapide, les appareils électroniques deviennent de plus en plus avancés et compacts. Pour répondre aux exigences de ces appareils modernes, les cartes de circuits imprimés (PCB) continuent d'évoluer et d'intégrer de nouvelles techniques de conception. L'une de ces technologies est l'empilement de circuits imprimés rigides et flexibles, qui offre de nombreux avantages en termes de flexibilité et de fiabilité.Ce guide complet explorera ce qu'est un empilement de circuits imprimés rigides-flexibles, ses avantages et sa construction.

Avant de plonger dans les détails, passons d'abord en revue les bases de l'empilement de PCB :

L'empilement de PCB fait référence à la disposition de différentes couches de circuits imprimés au sein d'un seul PCB. Il s’agit de combiner divers matériaux pour créer des cartes multicouches assurant les connexions électriques. Traditionnellement, avec un empilement de PCB rigide, seuls des matériaux rigides sont utilisés pour l'ensemble de la carte. Cependant, avec l'introduction de matériaux flexibles, un nouveau concept a émergé : l'empilement de PCB rigide-flexible.

Alors, qu’est-ce qu’un stratifié rigide-flexible exactement ?

Un empilement de PCB rigide-flexible est un circuit imprimé hybride qui combine des matériaux PCB rigides et flexibles. Il se compose d'une alternance de couches rigides et flexibles, permettant au panneau de se plier ou de fléchir selon les besoins tout en conservant son intégrité structurelle et sa fonctionnalité électrique. Cette combinaison unique rend les empilements de circuits imprimés rigides et flexibles idéaux pour les applications où l'espace est critique et où une flexion dynamique est requise, telles que les appareils portables, les équipements aérospatiaux et les dispositifs médicaux.

Explorons maintenant les avantages de choisir un empilement de PCB rigide-flexible pour vos appareils électroniques.

Premièrement, sa flexibilité permet à la planche de s’insérer dans des espaces restreints et de s’adapter à des formes irrégulières, maximisant ainsi l’espace disponible. Cette flexibilité réduit également la taille et le poids global de l'appareil en éliminant le besoin de connecteurs et de câblage supplémentaire. De plus, l'absence de connecteurs minimise les points de défaillance potentiels, augmentant ainsi la fiabilité. De plus, la réduction du câblage améliore l'intégrité du signal et réduit les problèmes d'interférences électromagnétiques (EMI).

La construction d'un empilement de PCB rigide-flexible implique plusieurs éléments clés :

Il se compose généralement de plusieurs couches rigides reliées entre elles par des couches flexibles. Le nombre de couches dépend de la complexité de la conception du circuit et de la fonctionnalité souhaitée. Les couches rigides sont généralement constituées de stratifiés FR-4 standard ou haute température, tandis que les couches flexibles sont en polyimide ou en matériaux flexibles similaires. Pour garantir une connexion électrique appropriée entre les couches rigides et flexibles, un type unique d'adhésif appelé adhésif conducteur anisotrope (ACA) est utilisé. Cet adhésif assure des connexions électriques et mécaniques, garantissant des performances fiables.

Pour comprendre la structure d'un empilement de PCB rigide-flexible, voici une description de la structure d'une carte PCB rigide-flexible à 4 couches :

Couche supérieure :
Le masque de soudure vert est une couche protectrice appliquée sur les PCB (Printed Circuit Board)
Couche 1 (couche de signal) :
Couche de base en cuivre avec traces de cuivre plaqué.
Couche 2 (couche interne/couche diélectrique) :
FR4 : Il s'agit d'un matériau isolant couramment utilisé dans les PCB, fournissant un support mécanique et une isolation électrique.
Couche 3 (couche flexible) :
PP : La couche adhésive en polypropylène (PP) peut fournir une protection au circuit imprimé
Couche 4 (couche flexible) :
Couche de couverture PI : Le polyimide (PI) est un matériau flexible et résistant à la chaleur utilisé comme couche supérieure protectrice dans la partie flexible du PCB.
Couche de couverture AD : protège le matériau sous-jacent contre les dommages causés par l'environnement extérieur, les produits chimiques ou les rayures physiques
Couche 5 (couche flexible) :
Couche de cuivre de base : Une autre couche de cuivre, généralement utilisée pour les traces de signaux ou la distribution d'énergie.
Couche 6 (couche flexible) :
PI : Le polyimide (PI) est un matériau flexible et résistant à la chaleur utilisé comme couche de base dans la partie flexible du PCB.
Couche 7 (couche flexible) :
Couche de cuivre de base : encore une autre couche de cuivre, généralement utilisée pour les traces de signaux ou la distribution d'énergie.
Couche 8 (couche flexible) :
PP : Le polypropylène (PP) est un matériau flexible utilisé dans la partie flexible du PCB.
Cowerlayer AD : protège le matériau sous-jacent contre les dommages causés par l'environnement extérieur, les produits chimiques ou les rayures physiques
Couche de couverture PI : Le polyimide (PI) est un matériau flexible et résistant à la chaleur utilisé comme couche supérieure protectrice dans la partie flexible du PCB.
Couche 9 (couche interne) :
FR4 : Une autre couche de FR4 est incluse pour un support mécanique supplémentaire et une isolation électrique.
Couche 10 (couche inférieure) :
Couche de base en cuivre avec traces de cuivre plaqué.
Couche inférieure :
Masque de soudure vert.

Veuillez noter que pour une évaluation plus précise et des considérations de conception spécifiques, il est recommandé de consulter un concepteur ou un fabricant de PCB qui peut fournir une analyse détaillée et des recommandations basées sur vos exigences et contraintes spécifiques.

En résumé:

L'empilement de PCB flexible et rigide est une solution innovante qui combine les avantages des matériaux PCB rigides et flexibles. Sa flexibilité, sa compacité et sa fiabilité le rendent adapté à diverses applications nécessitant une optimisation de l'espace et un pliage dynamique. Comprendre les bases des empilements rigides-flexibles et leur construction peut vous aider à prendre des décisions éclairées lors de la conception et de la fabrication d'appareils électroniques. À mesure que la technologie continue de progresser, la demande d'empilements de circuits imprimés rigides et flexibles augmentera sans aucun doute, entraînant un développement ultérieur dans ce domaine.