Depuis sa première utilisation dans des équipements militaires hautement fiables dans les années 1980,circuits imprimés flex-rigidesont été largement utilisées dans les domaines de haute technologie. Jusqu’à présent, les circuits imprimés rigides-flex ont été l’un des points chauds de recherche dans l’industrie des PCB. Combinant la fonction de support apportée par les cartes rigides et les fonctions de haute densité et de flexibilité apportées par les cartes flexibles, les cartes rigides-flex sont capables de réaliser un assemblage 3D dans différentes conditions d’assemblage, répondant aux exigences de légèreté, de finesse et de petite taille des produits électroniques. Par conséquent, les cartes rigides-flex bénéficient d’un large champ d’application.
La plupart des circuits flex-rigides ontenterré et aveugle via. Lors du choix du type de circuits imprimés, vous avez de nombreuses possibilités d’opter pour des cartes flex-rigides avec vias enterrés/aveugles, il est donc nécessaire de les connaître avant de faire un devis.
Avantages et bénéfices des circuits flex-rigides
De nos jours, les circuits imprimés flex-rigides sont largement utilisés dans les appareils portables, les applications médicales et militaires. Parmi tous les types de circuits imprimés, les circuits imprimés flex-rigides présentent la plus grande résistance aux environnements d’utilisation sévères, ce qui élargira encore leurs domaines d’application. Grâce à leur caractère flexible, l’encombrement et le poids du système peuvent être minimisés en appliquant une conception 3D.
En termes de conception de circuits imprimés flex-rigides, les principales tendances exigent désormais l’utilisation de vias borgnes/enterrés et d’interconnexions à haute densité (HDI) sur les cartes flex-rigides. En raison du grand nombre de types de PCB flex-rigides, le contenu suivant sera présenté en prenant comme exemple une carte flex-rigide asymétrique à 6 couches.
Préparation de matériau délicat
La première couche de la carte flex-rigide asymétrique à 6 couches est une carte flexible, tandis que les cinq autres couches sont des cartes rigides. La largeur d’une piste et l’espacement sont de 0,1 mm et il y a de nombreux vias borgnes/enterrés dans les zones rigides et flex-rigides. Le matériau de base est présenté dans le Tableau 1 :
|
Couche 3 et 4
|
Feuille de cuivre des couches 2, 5 et 6
|
Couche 1 (flex)
|
| Couche interne FR-4 double face en cuivre |
Feuille de cuivre (brunissement sur une face) |
Plaque de cuivre laminée simple face en PI pour calendrage |
En raison de la facilité de délamination des circuits flex-rigides, une résine adhésive à base d’acide acrylique doit être choisie comme préimprégné pour la partie associée flex-rigide afin de satisfaire aux exigences de viscosité. Pour les couches rigides, aucun préimprégné de liaison sans écoulement n’est choisi. Le tableau 2 présente les caractéristiques du préimprégné de liaison sans écoulement.
|
Éléments testés
|
Unité
|
Condition de fonctionnement
|
Indice de performance
|
|
Valeur standard
|
Valeur de protection
|
| Quantité d’écoulement de résine |
% mm |
TPC TM650 2.3.17.2 |
<3.0 <1.0 |
<3.0 <2.0 |
| Température de transition vitreuse |
°C |
DSC TMA |
160 140 |
>160 >155 |
Axe X CTE Axe Y CTE Axe Z CTE |
10-6/°C |
Ambiante à Tg |
15 13 60 |
<20 <15 <80 |
| Expansion de l’axe z |
% |
5°C-260°C |
4,5 |
<4.0 |
| Inflammabilité |
|
UL94 (C-96/20/65)+(C-96/40/90) |
V-0 0,010-0,015 |
V-0 <0,025 |
| Flottaison de soudure (260 °C) |
s |
A |
>180 |
>120 |
| Résistance au pelage |
kgf/cm |
A |
1,4-1,6 |
>1,43 |
| Résistance à la flexion |
kgf/mm2
|
A |
40-50 |
<32,7 |
| Absorption d’eau |
% |
A |
0,01-0,14 |
<0,20 |
Technique de vias aveugles/enterrées
• Méthode de stratification
Il existe deux types de méthodes de laminage : le laminage en une seule étape et le laminage étape par étape. Le laminage en une seule étape désigne le processus consistant à laminer toutes les couches internes en une seule fois. CourtTemps de fabrication des PCBet le faible coût est un avantage de cette méthode. Cependant, il est difficile de positionner le film de recouvrement lors du processus de laminage, et les défauts de laminage, le délaminage et la déformation de la couche interne ne peuvent être découverts qu’au moment de la gravure du PCB. Au contraire, le laminage étape par étape fait référence au laminage respectif de la couche flexible et de la couche rigide, ce qui réduit la difficulté de positionnement de la couche de recouvrement et du décalage du motif dans la couche interne, et les défauts de laminage peuvent être découverts à temps, tirant le meilleur parti des caractéristiques des matériaux de circuits rigides et flexibles. Cependant, comparé au laminage en une seule étape, le laminage étape par étape nécessite davantage de procédures d’exploitation, de temps et de matériaux auxiliaires, avec une augmentation des coûts.
• Matériel
Pour les circuits flex-rigides avec vias borgnes/enterrés, il est recommandé d’utiliser une stratification étape par étape afin de garantir la qualité des vias borgnes et une grande précision d’alignement. La stratification des couches internes est effectuée en premier, suivie de la stratification des couches internes-externes. Du caoutchouc de silicone est utilisé comme matériau de stratification et un film de démoulage en PET est utilisé comme agent de nettoyage du moule pour les deux opérations de stratification.
• Technique de forage
Le perçage NC et le perçage laser doivent chacun être effectués deux fois sur ce type de carte rigide-flex 6 couches asymétrique, et le perçage UV est utilisé pour les vias borgnes. Étant donné que le perçage UV est une technologie avancée avec un fonctionnement relativement complexe, un coût supplémentaire raisonnable est généralement exigé par les fabricants de circuits imprimés.
• Nettoyage PLASMA
Le nettoyage au plasma est utilisé pour éliminer les impuretés présentes sur les parois des vias des circuits flex-rigides. Le nettoyage au plasma suit un processus dans lequel des plasmas à haut état d’activation génèrent une réaction gaz-solide avec l’acide acrylique, le polyimide, l’époxy et la fibre de verre. Ensuite, les gaz générés et les plasmas n’ayant pas réagi sont éliminés par des pompes à air. Il s’agit d’une réaction physico-chimique complexe. En résumé, il y a certaines choses que vous devez connaître au sujet des vias enterrés/aveugles dans les circuits imprimés HDI flex-rigides avant d’établir un devis, car tous ces éléments sont étroitement liés à vos coûts, au temps de production et aux performances du produit.