Qu'est-ce qu'un circuit imprimé flexible ?
Un circuit imprimé flexible - également appelé circuit flexible, carte flexible, FPC ou carte de circuit flexible - est une carte de circuit imprimé construite sur un film plastique fin et pliable au lieu d'une base rigide en fibre de verre. Contrairement à un circuit imprimé standard, un circuit flexible peut se plier, se replier et même se tordre sans se casser.
Le film plastique est presque toujours constitué de polyimide. Le polyimide peut supporter des températures élevées, il ne conduit pas l'électricité et il reste flexible pendant des milliers de cycles de pliage sans se fissurer.
Pourquoi cela est-il important ? Parce que tous les appareils ne disposent pas d'un espace plat et rectangulaire pour accueillir un circuit imprimé. Les smartphones, les oreillettes, les montres intelligentes, les implants médicaux et les modules d'appareil photo ont tous besoin d'un circuit imprimé.
électronique qui peut se courber, se plier ou se déplacer avec le produit. Un circuit imprimé flexible rend cela possible, sans ajouter de câbles lourds ou de connecteurs encombrants.
En bref : si votre appareil se plie, votre circuit imprimé devrait également se plier.
Types de circuits imprimés souples que nous fabriquons
Tous les circuits imprimés flexibles ne sont pas identiques. Voici les quatre principaux types de circuits imprimés flexibles et leur utilisation :
Circuit imprimé flexible simple face
Un circuit imprimé flexible simple face comporte des traces de cuivre sur une seule face du film de polyimide. C'est le type de circuit imprimé le plus simple et le plus abordable à fabriquer. Le circuit imprimé flexible simple face est le bon choix lorsque votre circuit est relativement simple et ne doit être plié qu'une seule fois pendant l'assemblage, comme un câble plat reliant un appareil photo à la carte mère d'un téléphone, ou un connecteur de ruban d'affichage.
Circuit imprimé flexible double face
Un circuit imprimé flexible double face comporte du cuivre des deux côtés du film de polyimide. Les deux couches de cuivre sont reliées par des trous de passage plaqués appelés vias - de la même manière qu'un circuit imprimé rigide double face standard. Les circuits flexibles double face supportent des circuits plus complexes et une densité de composants plus élevée que les circuits simple face. Elle représente environ 46% de l'ensemble de la production de circuits imprimés flexibles, car elle offre un bon équilibre entre capacité et coût. Il est courant dans les commandes industrielles, les alimentations électriques et les produits portables de complexité moyenne.
Circuit imprimé flexible multicouche
Un circuit imprimé flexible multicouche empile trois couches de cuivre ou plus à l'intérieur de la structure en polyimide, ce qui permet de réaliser des circuits très complexes, des tracés à impédance contrôlée et des plans d'alimentation et de mise à la terre dédiés, le tout dans un circuit imprimé qui peut encore se plier. Les circuits multicouches flexibles sont couramment utilisés dans les conceptions RF à haute fréquence, les équipements d'imagerie médicale et l'électronique aérospatiale, où l'intégrité du signal et la réduction du poids sont deux éléments critiques.
Carte de circuit imprimé rigide-flexible
Un circuit imprimé rigide-flexible combine des sections rigides en FR4 et des sections flexibles en polyimide dans un seul circuit. Les zones rigides contiennent des composants et des connecteurs lourds. La section flexible les relie - se pliant autour des coins serrés ou des charnières sans aucun câble. Cela permet d'éliminer les connecteurs, de réduire le poids et d'améliorer la fiabilité. La flexibilité rigide est courante dans l'aérospatiale, l'armée, les appareils médicaux et l'électronique grand public pliable. Nous avons une page dédiée avec les spécifications complètes du rigide-flex :
→ Pour en savoir plus : Fabrication de circuits imprimés rigides et flexibles
Capacités de fabrication de circuits imprimés flexibles
Voici exactement ce que nous pouvons construire. Si votre projet nécessite quelque chose en dehors de ces spécifications, contactez notre équipe d'ingénieurs pour un devis personnalisé.
| Spécifications | Capacité PCBINQ |
| Type de PCB | Simple face / Double face / Multicouche / Rigid-flex |
| Nombre de couches | 1 - 10 couches (flex) ; jusqu'à 20 couches (rigide-flex) |
| Matériau de base | Polyimide (PI) - standard ; Polyester (PET) - option à faible coût |
| Largeur / espacement minimal de la trace | 0,075 mm / 0,075 mm |
| Diamètre minimal de l'orifice | 0,2 mm percé ; 0,1 mm laser (HDI flex) |
| Epaisseur du panneau | 0,05 mm - 0,5 mm |
| Poids de cuivre | 0,5 oz - 2 oz |
| Matériau de couverture | Couche de recouvrement en polyimide ; masque de soudure LPI |
| Matériau du raidisseur | FR4, polyimide, acier, aluminium |
| Finition de la surface | ENIG, HASL, OSP, argent d'immersion, or dur |
| Taille maximale de la carte | 450 mm × 1 000 mm |
| Rayon de courbure minimal | 6× l'épaisseur du panneau ; 10× (flexion dynamique/répétée) |
| Durée de vie dynamique | Jusqu'à 1 000 000 de cycles de pliage |
| Délai d'exécution | 7 - 12 jours ouvrables |
| Délai d'exécution | 3 - 5 jours ouvrables |
| Normes de qualité | IPC-6013 , IPC Classe 2 & Classe 3 |
| Certifications | ISO 9001, UL, RoHS, REACH |
Quels sont les matériaux entrant dans la composition d'un circuit imprimé souple ?
Le choix des matériaux d'un circuit imprimé flexible détermine la façon dont il se plie, la chaleur qu'il supporte et sa durée de vie. Voici ce que vous devez savoir :
Polyimide (PI) - La norme
Le polyimide est le matériau de base le plus courant pour les circuits imprimés souples. Vous le reconnaîtrez peut-être sous le nom de Kapton - une marque de DuPont qui est devenue le raccourci industriel pour désigner ce film jaune-orange.
Le polyimide supporte des températures allant de -269°C à 400°C sans fondre ni se fissurer. Il survit aux soudures. Il reste souple après des années de pliage répété. Et c'est un isolant électrique naturel, de sorte que vos traces de cuivre ne sont pas court-circuitées par le film. Presque tous les circuits imprimés flexibles à haute fiabilité - dans l'aérospatiale, les appareils médicaux et l'électronique automobile - utilisent le polyimide comme base.
Polyester - L'option budgétaire
Le film polyester est moins cher que le polyimide et convient parfaitement aux applications simples à basse température. En contrepartie, il ne résiste pas aux températures de soudure des circuits imprimés standard, de sorte que les composants doivent être fixés à l'aide d'adhésifs conducteurs. Les circuits flexibles en PET sont courants dans les claviers à membrane, les capteurs médicaux jetables et les câbles plats simples. Si votre application implique une soudure par refusion, utilisez du polyimide.
Coverlay - La couche protectrice
Le coverlay est le film protecteur extérieur collé sur les traces de cuivre. Il fonctionne comme le masque de soudure d'un circuit imprimé rigide, protégeant le cuivre de l'humidité, de l'oxydation et des dommages physiques, mais il est constitué d'un film de polyimide souple plutôt que d'époxy liquide. Les ouvertures dans le coverlay exposent les pads où les composants sont soudés.
Raidisseurs - Rigidité ciblée
Des sections rigides peuvent être ajoutées à un circuit imprimé flexible exactement là où elles sont nécessaires - sous les composants, dans les zones de connexion ou partout où le circuit imprimé doit rester plat. Ces renforts sont appelés raidisseurs. Ils sont généralement fabriqués en FR4, en polyimide, en acier ou en aluminium. Les raidisseurs n'affectent en rien la section flexible de la carte - la zone de pliage reste entièrement flexible.
Circuits imprimés flexibles ou rigides - De quoi avez-vous besoin ?
Il s'agit dans les deux cas de circuits imprimés. La différence réside dans leur composition et leurs capacités. Voici un rapide comparatif :
| Fonctionnalité | PCB rigide (FR4) | PCB flexible (Polyimide) |
| Peut-il se plier ? | Non - se brise en cas de flexion | Oui - conçu pour se plier et se replier |
| Matériau de base | Fibre de verre FR4 | Polyimide (PI) ou polyester (PET) |
| Épaisseur | 0,6 mm - 3,2 mm | 0,05 mm - 0,5 mm (zone de flexion) |
| Poids | Plus lourd | Jusqu'à 75% briquet |
| Espace nécessaire | Plus - a besoin d'un espace plat et rectangulaire | Moins - s'enroule autour des courbes et dans les interstices |
| Résistance à la chaleur | Jusqu'à 130°C (FR4 standard) | Jusqu'à 400°C (polyimide) |
| Coût | Plus bas | Modérée à plus élevée (compensée par l'élimination des câbles) |
| Durée de vie en flexion dynamique | Zéro - non conçu pour le mouvement | Jusqu'à 1 000 000 de cycles de pliage |
| Meilleur pour | Électronique stable : cartes mères, blocs d'alimentation | Appareils portatifs, caméras, dispositifs médicaux, dispositifs pliables |
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Règles de conception des circuits imprimés flexibles - Ce qu'il faut savoir avant d'agencer votre carte
La conception de circuits imprimés flexibles obéit à quelques règles qui ne s'appliquent pas aux circuits rigides. Veillez à ce que ces règles soient respectées avant de procéder à la conception d'un circuit imprimé flexible.
vous nous envoyez vos fichiers et vous éviterez les modes de défaillance les plus courants des prototypes.
Rayon de courbure
Le rayon de courbure est la courbe la plus serrée que votre circuit imprimé flexible pourra réaliser. S'il est trop serré, les traces de cuivre se fissurent. La règle d'or :
- Flexion statique : rayon de courbure minimal = 6× l'épaisseur totale du panneau.
- Cintrage dynamique : rayon de courbure minimal = 10× l'épaisseur du panneau. Augmentez le rayon si vous le pouvez.
Routage de traces dans la zone de flexion
- Tracez les pistes perpendiculairement à la ligne de pliage et non parallèlement à celle-ci. Un tracé qui suit le sens de la courbure s'étire et peut se fissurer.
- Répartissez les tracés en éventail dans la zone de pliage. Évitez les angles vifs à 90 degrés dans la zone de flexion. Utilisez plutôt des tracés courbes ou à 45 degrés.
- Veillez à ce que les traces soient centrées dans la zone flexible. Les traces décentrées subissent plus de contraintes lors du pliage.
Via le placement
- Ne placez jamais de vias dans la zone de pliage. Les vias sont des points rigides. Dans une section de flexion, ils concentrent les contraintes et fissurent le placage.
- Les vias Teardrop peuvent être placés partout sur une carte flexible, et pas seulement dans les zones soumises à des contraintes élevées. Les Teardrops répartissent les contraintes de flexion sur une plus grande surface.
Raidisseurs et placement des composants
- Ne placez pas de composants dans la zone de flexion. Les composants sont rigides. Ils fissureront les joints de soudure lorsque la carte se pliera.
- Ajoutez un raidisseur sous toute zone comportant des composants, des connecteurs ou des contacts ZIF. Les raidisseurs maintiennent ces zones rigides tandis que le reste de la carte se plie normalement.
Couverture en cuivre
- Dans la zone de flexion, utilisez une couverture de cuivre de 70% ou moins. Une densité de cuivre élevée rigidifie la carte et réduit sa durée de vie.
- Utilisez un plan de masse hachuré dans la zone de flexion au lieu d'un plan plein. Il préserve le blindage tout en maintenant la flexibilité de la zone.
Notre Vérification gratuite de la DFM attrape tous ces problèmes automatiquement lorsque vous téléchargez vos fichiers Gerber. Nous signalons les problèmes avant que la production ne commence, ce qui vous évite de devoir recommencer.
Combien coûte un circuit imprimé souple ?
Le prix des circuits imprimés flexibles est plus variable que celui des circuits imprimés rigides. Voici ce qui détermine votre devis :
- Nombre de couches - Un panneau flexible simple face est le moins coûteux. Chaque couche supplémentaire ajoute des cycles de laminage, des matériaux et des temps de traitement. Les panneaux flexibles multicouches coûtent beaucoup plus cher que les panneaux à une seule face.
- Taille de la carte et utilisation des panneaux - Le film polyimide est plus cher au pouce carré que le FR4. Un panneau plus petit qui utilise efficacement les panneaux coûte moins cher par pièce.
- Longueur de la zone de flexion - Les sections de flexion plus longues nécessitent plus de matériau polyimide et plus d'attention lors de la fabrication.
- Coverlay ou masque de soudure LPI - Le coverlay polyimide est la norme pour les cartes flexibles. Il coûte plus cher que le masque de soudure LPI, mais il est plus souple et plus durable. Pour les applications à flexion dynamique, choisissez toujours le coverlay.
- Raidisseurs - Chaque type de raidisseur a un coût différent. Les raidisseurs FR4 sont généralement les plus abordables.
- Quantité - Les commandes plus importantes ont des coûts unitaires moins élevés. Les prototypes coûtent plus cher par carte que les séries de plus de 500 pièces.
- Délai d'exécution - La production express sous 3 à 5 jours entraîne un supplément par rapport au délai d'exécution standard de 7 à 12 jours.
Le moyen le plus rapide d'obtenir votre prix réel : téléchargez vos fichiers Gerber. Notre outil de devis instantané lit vos fichiers de conception et génère un prix réel en moins de 30 secondes - sans e-mail.
Pourquoi les ingénieurs choisissent-ils PCBINQ pour la fabrication de circuits imprimés flexibles ?
Voici ce que nous faisons différemment :
- Prix direct - Pas de distributeurs, pas d'intermédiaires. Nous fabriquons vos cartes dans notre propre usine en Chine. Cela signifie des prix plus bas et un accès direct à votre équipe de production.
- Examen DFM gratuit pour chaque commande - Notre système automatisé vérifie vos fichiers Gerber pour détecter les problèmes de conception spécifiques à la flexion avant le début de la production. Nous signalons les problèmes et suggérons des solutions avant qu'ils ne se transforment en réimpressions coûteuses.
- Devis en ligne instantané - Téléchargez vos fichiers et obtenez un prix réel en moins de 30 secondes. Pas d'attente pour un représentant commercial. Pas d'échanges de courriels.
- Pas de quantité minimale - Commandez 5 planches prototypes ou 5 000 planches de production. Même usine. Même contrôle de qualité.
- Testé pour le pliage dynamique - Nos circuits imprimés flexibles sont qualifiés pour 1 000 000 de cycles de pliage en utilisant les méthodes de test IPC-TM-650. Si votre conception implique des flexions répétées, nous pouvons valider qu'elle répond à vos spécifications de cycle de vie avant que vous n'engagiez la production.
- Prise en charge IPC Classe 2 et Classe 3 - Pour les conceptions médicales, aérospatiales et de défense qui requièrent les normes de fiabilité les plus élevées.
- Qualité certifiée - Certifié ISO 9001:2015. Test électrique 100% avant expédition. Homologué UL, conforme aux normes RoHS et REACH.
Traçabilité complète des matériaux - Chaque lot de feuilles de polyimide et de cuivre est suivi depuis le fournisseur jusqu'à la carte finie. Exigé pour les applications médicales et aérospatiales.
FAQ
Un circuit imprimé flexible est un circuit imprimé fabriqué à partir d'un film de polyimide fin et pliable. Contrairement aux circuits rigides, il peut se plier, se replier et se tordre sans se casser, ce qui le rend idéal pour les vêtements, les caméras, les appareils médicaux et tout autre produit où l'électronique doit s'adapter à des espaces courbes ou mobiles.
Un circuit imprimé flexible simple face comporte des traces de cuivre sur une seule face du film de polyimide. Un circuit imprimé flexible double face comporte des traces de cuivre sur les deux faces, reliées par des trous de passage plaqués (vias). Le double face supporte des circuits plus complexes mais coûte plus cher que le simple face.
Le matériau de base est presque toujours un film de polyimide (PI), souvent connu sous le nom de marque Kapton. Le polyimide est résistant à la chaleur, flexible et isolant électrique. Pour les applications à faible coût et à basse température, le polyester (PET) est également utilisé. La couche de protection extérieure est une couche de recouvrement en polyimide (ou un masque de soudure LPI pour les applications moins exigeantes).