La tendance au développement de la miniaturisation et des fonctions multiples des produits électroniques pousse incontestablement la technologie de fabrication des PCB (circuits imprimés) à progresser vers une haute densité, une grande précision, la miniaturisation et la haute vitesse. Comme le PCB flexible repose sur un matériau de substrat flexible et peut être plié, ce qui le rend léger et de faible volume, ces dernières années ont vu ses applications se multiplier dans les produits électroniques. Avec l’amélioration constante de la technologie de fabrication des PCB flexibles, des circuits imprimés avancés tels que les PCB flex-rigides et les PCB flexibles HDI (interconnexion à haute densité) connaissent également des progrès rapides dans leurs technologies de fabrication.
En outre, l’essor et la prospérité des terminaux électroniques intelligents tels que les smartphones et les tablettes ont également entraîné une croissance évidente de la demande en circuits imprimés flexibles (FPCB), en circuits imprimés flexo-rigides et en circuits imprimés HDI. Il est prévisible que les circuits imprimés flexibles deviendront un point chaud dans l’industrie des PCB. Le développement des circuits imprimés est étroitement lié au développement des matériaux et des technologies ; ainsi, cet article examinera les opportunités de développement et les défis auxquels les circuits imprimés flexibles doivent faire face en termes de nouveaux matériaux et de nouvelles technologies, et abordera la tendance de développement des circuits imprimés flexo-rigides.
Tendance de développement des nouveaux matériaux et des nouvelles technologies
L’innovation des circuits imprimés flexibles (PCB flexibles) dépend largement du développement de nouveaux matériaux. Les avancées en matière de matériaux isolants de substrat, d’adhésifs, de feuilles métalliques, de couches de protection et de plaques de renfort poussent toutes les cartes de circuits à atteindre des performances plus élevées. Comme la fabrication de PCB flexibles impose des exigences plus strictes à tous les types de matériaux, des systèmes de matériaux diversifiés offriront de multiples options et combinaisons aux fabricants. Les performances des matériaux se manifestent principalement par le CTE (coefficient de dilatation thermique), l’absorption d’eau, le degré de flexibilité et la durée de vie en flexion.
Dans l’industrie des circuits imprimés, les nouveaux matériaux et les nouvelles technologies se stimulent généralement mutuellement, ce qui fonctionne parfaitement pour les circuits imprimés flexibles en raison de leurs exigences plus élevées en matière de performances. Par exemple, en tant que l’une des technologies centrales pour l’innovation des circuits imprimés, la technologie de fabrication de microvias progresse à une vitesse plus élevée que toute autre technologie, y compris la gravure, le placage et la connexion. Lors du processus de fabrication des microvias dans les circuits imprimés flexibles, l’intensité mécanique et le coefficient de déformation des différents matériaux sur les différentes couches doivent être soigneusement pris en compte, et la déformation résultant de la fabrication des vias doit être estimée. Au final, des microvias précis seront fabriqués avec succès.
Étant donné que la technologie des circuits imprimés flexibles exploite des matériaux de substrat flexibles, elle est compatible et complémentaire de la technologie de l’électronique imprimée, devenue courante ces dernières années. Ainsi, la manière d’utiliser la technologie d’impression dans un procédé additif pour fabriquer des circuits imprimés constitue un nouveau sujet sur lequel l’industrie des PCB flexibles doit se concentrer. Par conséquent, des exigences rigoureuses sont imposées à la compatibilité entre le matériau de PCB et la technologie de fabrication de PCB, ainsi qu’entre l’encre et le matériau de substrat pour l’utilisation de l’électronique imprimée.
Les progrès réalisés en matière de matériaux et de technologies peuvent encore élargir le champ d’application des circuits imprimés flexibles. Par exemple, le rôle de premier plan joué par les PCB à LED sur le marché actuel repose sur la conception de cartes rigides associées à un panneau arrière métallique. À mesure que la résistance à la chaleur des matériaux s’optimise, les PCB flexibles seront utilisés dans des produits LED fins et légers. Une autre application remarquable des circuits imprimés flexibles réside dansPCB automobileJusqu’à présent, les composants électriques automobiles reposent principalement sur des connexions par câbles, et un circuit imprimé flexible mince équivalent est plus léger de 70 % que les câbles. Les percées dans la R&D des matériaux polymères de haute performance ont permis d’élargir la plage de fonctionnement stable à haute température, passant des 100 °C à 125 °C actuels à 200 °C ou plus. En plus de leur performance d’induction électrique et de contrôle à haut rendement et de grande qualité, les circuits imprimés flexibles seront davantage utilisés dans l’automobile et y joueront un rôle clé.
Tendance de développement des circuits imprimés flex-rigides
Grâce aux avantages combinés des circuits imprimés flexibles et rigides, les PCB flex-rigides sont largement utilisés dans les produits électroniques. Les problématiques de développement abordées dans la partie précédente de cet article concernant les PCB flexibles s’appliquent de manière équivalente à la technologie de fabrication des PCB flex-rigides. De plus, comme davantage de différences de matériaux sont en jeu dans les PCB flex-rigides, la plupart des défis techniques proviennent de la sélection des combinaisons de matériaux. Par exemple, lors du processus de laminage multiple, la différence de CTE dans toutes les directions de chaque couche de matériau doit être soigneusement prise en compte, conjointement avec l’utilisation de la plaque de renfort, afin que la compensation de déformation puisse être mise en œuvre et qu’un laminage avec un alignement de haute précision soit obtenu.
Parallèlement, la conception structurelle des circuits imprimés flex-rigides constitue également un point clé de leur développement. D’une manière générale, un circuit imprimé flex-rigide offrant des fonctions équivalentes peut présenter de nombreux schémas de conception. La conception pratique doit partir d’une prise en compte globale incluant la fiabilité des produits, l’espace occupé, le poids et la complexité d’assemblage. En outre, les capacités de fabrication des fabricants et les éléments liés aux matériaux doivent être pris en considération afin d’aboutir à une conception optimale avec le programme présentant le coût le plus faible. Par exemple, un circuit imprimé flex-rigide ordinaire de 3 à 8 couches peut tirer parti deCCL flexible (stratifié cuivre)avec adhésif utilisé ou non utilisé. De même, la couche de recouvrement de la zone flexible dans les caractéristiques du PCB rigide-flex présente différentes structures.
Une autre tendance de développement de la recherche sur les circuits imprimés flex-rigides réside dansFabrication de circuits imprimés intégrant des composantsDans la plupart des situations, l’intégration de résistances et de condensateurs doit être réalisée dans une zone rigide sans que les performances de la zone flexible ne soient affectées. Cette application impose une exigence rigoureuse au matériau pour la deuxième fois. En outre, le PCB flexible convient bien à la technologie CSP (chip-scale package) et la structure de PCB à composants intégrés pose des défis et des exigences pour la technologie d’encapsulation.
Perspectives futures pour les circuits imprimés flexibles
Les circuits imprimés flexibles évolueront vers une ultra-minceur et une haute densité, ce qui stimulera de nouveaux progrès en termes de matériaux, de technologies et d’équipements, avec l’encouragement de nouvelles technologies. Il est prévisible que le développement des circuits imprimés flexibles se concentrera sur les aspects suivants à court ou à long terme dans le futur :
• Structure de PCB plus fine et plus légère ;
• Vitesse de traitement des données plus élevée ;
• Température de fonctionnement plus élevée ;
• Densité plus élevée et fonctions multiples ;
• PCB de plus grande surface et plus résistant à la flexion ;
• Enchâssement de composants ;
• Carte hybride de circuit et de trajet lumineux ;
• Compatible avec l’électronique imprimée.
Avec les opportunités offertes, toutes les attentes en matière d’application posent des défis extrêmes en termes deMatériau de PCB, technologie et conception. Par conséquent, s’en tenir à l’innovation technique et à la R&D interne est un principe indispensable si nous voulons aller loin dans l’industrie des PCB.
Contactez PCBCart pour des besoins efficaces en fabrication de circuits imprimés flexibles
