Introduction
Vous avez peut-être déjà créé vos PCB multicouches FR4 rigides et êtes satisfait de leurs performances. Vous comprenez leur construction (FR4, Copper Layers, Prepreg, etc.) et savez probablement comment les commander et les créer en ligne. Cependant, vous vous rendez compte que les interconnexions de votre projet deviennent de plus en plus complexes et limitées en espace. Vous avez besoin de quelque chose de plus que de simples connecteurs standards pour connecter vos cartes.
C'est ici que les PCB Flex ou Rigid-Flex peuvent entrer en jeu.
Que sont les PCB Flex?
Les PCB flexibles sont des configurations de circuits flexibles qui peuvent vous aider dans vos projets limités en espace. Imaginez installer des claviers ou des écrans LCD sur un panneau avant où l'espace et l'espace sont critiques (comme dans les smartphones ou les ordinateurs portables). Ici, les configurations Flex PCB peuvent vous aider. Vous pouvez utiliser des PCB Flex sur des parties non stationnaires de vos projets, telles que des claviers coulissants ou des boîtiers rabattables. Vous trouverez ci-dessous les configurations d'empilement courantes et les matériaux utilisés sur les PCB flexibles.
Exemple de configuration d'empilement de circuits imprimés flexibles
PCB flexible à une couche
- Coverlay (Protecteur)
- Adhésif
- Couche de cuivre
- Adhésif
- Polyimide (matériau de base)
- Raidisseur (facultatif)
PCB flexible à deux couches
- Coverlay (Protecteur)
- Adhésif
- Couche de cuivre supérieure
- Adhésif
- Polyimide (matériau de base)
- Adhésif
- Couche de cuivre inférieure
- Adhésif
- Coverlay (Protecteur)
- Adhésif
- Raidisseur (facultatif)
Coverlay est la couche de protection d'un PCB flexible, un peu comme le font les masques de soudure sur les PCB rigides. Les fabricants utilisent généralement un matériau plastique (Polyimide) pour cette couche. Les adhésifs sont là pour coller les couches les unes sur les autres. La couche de cuivre est l'endroit où vous pouvez router vos pistes (un peu comme sur un PCB FR4). Cette couche est généralement constituée d’une feuille de cuivre recuite et laminée afin de pouvoir se plier à plusieurs reprises.
Le matériau de base ayant des caractéristiques de flexibilité est un matériau plastique appelé polyimide (identique au revêtement). Ce matériau aide à plier et à courber votre planche. Des matériaux raidisseurs peuvent être ajoutés aux extrémités d'un PCB flexible (FR4 ou polyimide lui-même) afin que les utilisateurs puissent facilement insérer les extrémités dans un connecteur.
Notez que les PCB Flex peuvent être constitués d'une ou plusieurs couches. Si vous souhaitez plusieurs couches, vous pouvez répéter l’empilement des couches de revêtement, de cuivre et de polyimide.
Que sont les PCB rigides-flexibles ?
Les PCB flexibles sont excellents, mais la combinaison de PCB flexibles et rigides rend les choses plus intéressantes. Les PCB Rigid-Flex offrent une solution sans connecteur pour vos projets. Avec cela, vous n'avez plus besoin de connecteurs FPC. Cette combinaison signifie moins de connexions manuelles lors de l'assemblage et une liste de nomenclatures réduite. Vous pouvez également créer des PCB rigides-flexibles sur un seul assemblage de panneau, vous libérant instantanément d'autres tâches d'assemblage fastidieuses.
Étant donné que les PCB rigides-flexibles comportent à la fois des parties flexibles et rigides, leur configuration d'empilement est tout à fait unique. Vous trouverez ci-dessous une configuration d'empilement rigide-flexible à 4 couches.
Configuration d'empilement de PCB rigide-flexible
Côté PCB rigide en cuivre à 4 couches
- Solder Mask
- Couche de cuivre supérieure
- FR4 (matériau de base)
- Préimprégné ———————> ligne de jonction
- Couche de cuivre intérieure
- Polyimide
- Couche de cuivre intérieure
- Préimprégné———————->ligne de jonction
- FR4 (matériau de base)
- Couche de cuivre inférieure
- Solder Mask
Côté PCB flexible en cuivre à 2 couches
- Coverlay (Protection)————->rejoindre la ligne
- Adhésif de couverture
- Couche de cuivre intérieure
- Polyimide (matériau de base)
- Couche de cuivre intérieure
- Adhésif de couverture
- Coverlay (Protection)————>rejoindre la ligne
Ci-dessus, vous verrez des empilements rigides et flexibles dans un assemblage à un seul panneau. Les PCB rigides doivent se trouver aux deux extrémités de la partie flexible, qui se trouve au milieu de ces PCB rigides. Comment ces PCB se rejoignent-ils ? C'est à cause de l'espace vide du PCB rigide sur ses supposées couches internes. Les couches de cuivre internes du PCB rigide deviennent les couches de cuivre du PCB flexible. Essentiellement, le PCB flexible ne fait qu'un avec le PCB rigide, seul le préimprégné du PCB rigide rejoint le revêtement et les adhésifs du revêtement.
Comment commencer à créer un PCB flexible ?
En utilisant n'importe quel logiciel de conception de PCB avec des paramètres de couche, vous pouvez créer un PCB flexible. En tant que concepteur de PCB, vous devez attribuer la structure des couches de votre PCB comme n'importe quel PCB standard. Ces couches comprennent le cuivre (haut, bas ou intérieur), le masque de soudure (haut et bas), la pâte à souder (haut et bas), la sérigraphie (haut et bas), le contour de la carte et autres. Après cela, vous pouvez continuer à acheminer les couches de cuivre de votre carte flexible. Les cartes flexibles nécessitent des considérations de conception particulières car elles ont une fine structure en plastique.
Envoi de votre conception à un fabricant
Après avoir conçu et vérifié vos cartes, vous pouvez créer des résultats de fabrication comme n'importe quel PCB standard. Après cela, vous pourrez les envoyer à votre fabricant de PCB.
C'est à votre fabricant de PCB de décider comment il traitera et fabriquera votre carte flexible. Avec cela, vous devez leur communiquer et leur relayer ce que vous attendez de votre production. Ces éléments incluent l'épaisseur du FPC (épaisseur du panneau), les raidisseurs, la couleur du revêtement (masque de soudure), la finition de surface et autres.
Comment spécifier un PCB rigide-flexible ?
Bien qu'un PCB rigide-flexible ait un empilement et une forme uniques, vous pouvez les concevoir comme un PCB standard sur votre logiciel de conception de PCB. La chose essentielle à considérer est de transmettre à votre fabricant l'empilement et le facteur de forme appropriés du PCB rigide-flexible que vous souhaitez. Avec cela, vous pouvez utiliser la découpe des bords ou le contour de la carte et d'autres couches utilisateur sur votre logiciel de conception de PCB. Ce processus peut définir les limites de la partie rigide et flexible de votre planche.
Par exemple, vous pouvez définir la partie flexible (qui recouvre également le contour de votre planche) sur le calque de contour de votre planche ou de coupes de bords. Ensuite, déterminez les limites de votre carte rigide à l'aide d'une couche utilisateur. C'est à vous de décider quel style vous utiliserez. Ce qui est important, c'est que vous ayez transmis les informations sur les limites et l'empilement à votre fabricant de PCB.
Conclusion
Les PCB Flex et Rigid Flex sont un excellent moyen de miniaturiser, de mobiliser et d'économiser de l'espace dans vos projets. Connaître leur structure et la manière dont les fabricants les constituent est la première étape pour se familiariser avec eux. La conception de PCB flexibles et rigides-flexibles n'est pas différente de la fabrication de PCB FR4 rigides, sauf que vous devrez vérifier explicitement certains paramètres et processus essentiels. Ces éléments incluent votre pile, les limites du type de carte, le processus de fonctionnement et les matériaux fournis à votre fabricant de PCB.