Applications des circuits imprimés flexibles et flex-rigides

Envisagez-vous d’utiliser des circuits imprimés flexibles ou flex-rigides dans un prochain appareil, produit ou prototype ? Chaque appareil et chaque assemblage commence par le composant central : le circuit imprimé (PCB). Le type de PCB que vous choisissez dépend de votre application.

Il existe deux principaux types de circuits et de cartes utilisés dans l’industrie et la fabrication à grande échelle : les PCB flexibles et les PCB flex-rigides. Ces deux types diffèrent des PCB traditionnels et rigides. Comme on peut s’y attendre, ces types de cartes sont conçus à l’aide d’une combinaison de matériaux et de technologies flexibles et rigides. Les circuits imprimés flexibles sont laminés avec du cuivre et des matériaux similaires, et l’objectif principal est de fournir une flexibilité suffisante et une bonne résistance au pliage. Les PCB flex-rigides, en revanche, sont fabriqués en combinant les deux technologies et comportent à la fois des zones flexibles et des zones rigides.

Circuits imprimés flexibles

Les circuits imprimés flexibles sont considérés comme « flexibles » pour plusieurs raisons, mais la plus évidente est que leur circuiterie peut être conçue pour s’adapter à l’appareil électronique ou au produit principal. Les fabricants ne sont pas obligés de créer un produit ou un boîtier autour de la carte elle-même. Au lieu de cela, ils peuvent adapter la carte pour qu’elle corresponde à un design existant. Cela est avantageux lors de la création de composants ou de matériels présentant des conceptions orthodoxes. Par exemple, si vous êtes préoccupé par le poids total, la portabilité et la durabilité d’un appareil particulier, les cartes conventionnelles peuvent être exclues.

Circuit imprimé flexibledoit parfois être adapté aux limites d’un produit. Par exemple, la taille de la carte peut devoir être réduite, et les circuits peuvent devoir être déplacés ou redessinés pour correspondre aux spécifications et aux dimensions du boîtier. Tous les circuits sont disposés selon un motif distinct — y compris les composants — puis mis en évidence par un matériau de base malléable, comme le cuivre. Les circuits imprimés traditionnels sont également fabriqués de cette manière, sauf que les matériaux utilisés sont beaucoup plus lourds et plus rigides.

Avantages et inconvénients des circuits imprimés flexibles:
• Fiabilité : Excellente grâce à la suppression des connecteurs mécaniques ;
• Coût : Plus élevé que le rigide ou le flex-rigide ;
• Résistance à la température : Moyenne ;
• Complètement flexible et souple ;
• Peut s’adapter à tout type de conception ;
• Mieux adapté aux mouvements rapides et aux conditions de stress élevé ;

Circuits imprimés flex-rigides

Les circuits imprimés flex-rigides tirent leur nom du fait qu’ils utilisent une combinaison de zones de circuits flexibles et rigides. Comme la plupart des circuits imprimés, les cartes flex-rigides comportent plusieurs couches, mais elles en ont généralement davantage que les conceptions classiques.

Ces couches conductrices supplémentaires sont délimitées par une isolation rigide ou flexible selon les besoins du produit. Les couches externes d’une carte — quel que soit leur nombre — contiennent souvent des pastilles exposées ou des capots pour des raisons de sécurité. Les conducteurs sont utilisés pour la couche rigide principale, tandis que des trous métallisés flexibles sont employés pour toutes les couches supplémentaires, qu’elles soient flexibles ou rigides.

Certains projets nécessitent l’utilisation de technologies et de conceptions rigides traditionnelles. D’autres présentent des contraintes qui empêchent les fabricants d’utiliser ces cartes plus grandes et moins flexibles. Par exemple, les appareils mobiles et portables seraient désavantagés s’ils étaient conçus avec des cartes standard. Il y a tout simplement trop de pièces mobiles et de composants qui fonctionneraient mal lorsqu’ils sont soumis à certaines conditions. Les appareils mobiles doivent être portables, légers et capables de tolérer des conditions telles que la chaleur, le froid et, parfois, l’humidité.

Avantages et inconvénients des circuits imprimés flex-rigides:
• Fiabilité : Excellente grâce au besoin réduit de joints de soudure ;
• Coût : Coût inférieur par rapport aux circuits flexibles ;
• Résistance à la température : Excellente ;
• Idéal pour un niveau de mouvement et de stress modéré à légèrement supérieur à la normale ;
• Plus flexible et souple que les panneaux classiques ;
• Fiabilité à long terme grâce à un nombre réduit d’interconnexions et de composants ;
• Nécessite un entretien minimal ;

Les capacités uniques des circuits imprimés flexibles et flex-rigides les rendent particulièrement adaptés à différentes applications. Tenez compte des caractéristiques requises par votre conception lorsque vous choisissez entre des cartes flexibles, flex-rigides et rigides.

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Applications des circuits imprimés flexibles

Les circuits flexibles et leurs types de cartes sont souvent utilisés lorsque la fiabilité et une adaptabilité maximale sont nécessaires. Si un circuit doit être plié pendant l’assemblage du boîtier, une conception flexible est requise. Ils sont également idéaux lorsque la flexion et le gauchissement ne peuvent pas être évités. Les PCB flexibles ont beaucoup évolué ces dernières années, ce qui permet de les utiliser dans des situations bien plus compactes et contraignantes. Cela a également fait grimper la demande de circuits imprimés flexibles à des niveaux sans précédent. On s’attend à une forte croissance tant pour les cartes flexibles que pour les cartes flex-rigides sur les périodes annuelles entre 2017 et 2027.

Voici quelques éléments à prendre en compte avant de sélectionner des circuits imprimés flexibles ::
• Besoin total : les circuits imprimés flexibles sont souvent préférables lorsqu’il est nécessaire d’avoir 20 conducteurs ou plus ;
• Quantité d’espace disponible : Ils fonctionnent bien lorsque l’espace est limité ;
• Poids : Si vous avez besoin de circuits légers, optez pour les PCB flexibles ;
• Capacité de fabrication : les circuits imprimés flexibles sont généralement les meilleurs dans les situations où la main-d'œuvre d’assemblage et de fabrication doit être limitée ;

Questions que vous pourriez vouloir vous poser lorsque vous examinez des circuits imprimés flexibles comprennent:
• Quelle est l’importance de la fiabilité ?
• Des méthodes de blindage et de contrôle d’impédance sont-elles requises ?
• Les circuits de la carte doivent-ils être dynamiques et flexibles ?

Circuits imprimés flexibles dans l’électronique informatique

De nombreux composants informatiques reposent sur des circuits imprimés flexibles pour fonctionner. Les composants des disques durs, par exemple, doivent être flexibles pour suivre les vitesses élevées auxquelles ils écrivent des données, tout en restant relativement petits et fins. Lorsqu’ils fonctionnent pendant de longues périodes, les disques durs peuvent également chauffer, ce qui signifie que la carte doit être capable de résister à des températures élevées. Les cartes des disques durs sont souvent considérées comme l’une des raisons pour lesquelles ils durent aussi longtemps.

Ces problèmes ne sont pas propres aux disques durs. Les composants électroniques des ordinateurs actuels ont tendance à être petits et fins et peuvent parfois atteindre des températures élevées. Vous pouvez également trouver des circuits imprimés flexibles dans de nombreuses autres applications d’électronique grand public, notamment les téléviseurs, les consoles de jeux, les imprimantes et les fours à micro-ondes.

Circuits imprimés flexibles dans l’électronique automobile

En ce qui concerne les automobiles modernes, la majorité de leur matériel électronique utilise des circuits imprimés flexibles. Cela inclut les EMU (unités ou ordinateurs de gestion moteur), les systèmes de freinage antiblocage, les contrôleurs d’airbag, les tableaux de bord et systèmes de console, et bien plus encore.

Les circuits imprimés flexibles peuvent être conçus pour s’adapter à des espaces plus réduits et à des espaces de forme irrégulière, ce qui offre davantage de flexibilité aux ingénieurs. Les circuits peuvent également être synchronisés avec d’autres composants électroniques sans avoir besoin de colliers de câblage ou de connecteurs encombrants. Dans de nombreux véhicules, le poids est également un facteur important. Même les plus petits ajouts peuvent faire la différence. Les circuits imprimés flexibles sont relativement légers et plus compacts que les composants classiques.

Les composants électroniques des voitures doivent également être capables de résister à des conditions extrêmes. Ils seront exposés à une chaleur et un froid intenses lorsque les gens laissent leur voiture à l’extérieur, ainsi qu’à de fortes vibrations pendant la conduite.

Circuits imprimés flexibles dans les smartphones

Les smartphones sont des candidats parfaits pour les circuits imprimés flexibles. Ils sont tenus à la main, ils doivent donc rester petits, légers et portables. Une carte monocouche et fine est nécessaire pour connecter et synchroniser tous les composants principaux.

Les circuits imprimés classiques ne peuvent pas être adaptés pour s’insérer dans ces petits espaces. Comme les appareils mobiles sont emportés partout, le matériel qu’ils contiennent doit également résister aux variations de température et aux différents environnements. Aucun de ces scénarios n’est favorable aux circuits imprimés ordinaires.

Les fabricants de smartphones ont également commencé à concevoir des téléphones avec des écrans flexibles, voire suffisamment malléables pour se plier et s’enrouler. Cela nécessite clairement l’utilisation d’un circuit imprimé flexible. Les smartphones sont désormais souvent conçus avec des coques hydrofuges et étanches, destinées à permettre au téléphone de fonctionner pendant et après son contact avec un liquide. Les circuits flexibles offrent la fiabilité nécessaire à cette fonctionnalité.

Circuits imprimés flexibles dans le domaine médical

Les circuits imprimés flexibles sont essentiels pour les applications pharmaceutiques et médicales, en particulier lorsque ces circuits doivent survivre à des conditions extrêmes à l’intérieur du corps humain.

Une caméra en forme de pilule à avaler, appelée PillCam, utilise des circuits flexibles ultra-fins, qui doivent être non toxiques et durables. Les patients avalent la pilule, ce qui permet aux médecins et aux professionnels de santé d’obtenir une vue précise des problèmes ou affections corporels depuis l’intérieur du corps. La pilule doit être extraordinairement petite et capable de s’adapter et de se plier lorsqu’elle se déplace dans le corps du patient.

Les chercheurs ont également mis au point un procédé permettant d’imprimer des circuits sur un matériau organique flexible qui peut être implanté dans le corps afin de créer des prothèses plus réalistes. Ce nouveau matériau est encore plus flexible que les circuits imprimés flexibles classiques, ce qui lui permet de se mouvoir naturellement sans être endommagé.

Applications des circuits imprimés flex-rigides

Les circuits flex-rigides sont similaires aux circuits flexibles, à une différence majeure près : ils comportent des couches rigides. Ils nécessitent davantage de matériaux que les circuits purement flexibles ou conventionnels, mais les couches rigides les rendent également plus fiables.

Lors de l’examen des circuits imprimés flex-rigides, vous devrez prendre en compte les mêmes facteurs que pour les cartes flexibles, à ces exceptions près:
• Avez-vous une fiabilité accrue à compenser ?
• Les coûts et les conceptions onéreuses sont-ils moins préoccupants ?
• Les températures et conditions extrêmes sont-elles un facteur ?
• Avez-vous besoin de panneaux plus petits et façonnables tout en conservant les avantages de la rigidité ?

Pendant assez longtemps, les circuits imprimés flex-rigides étaient principalement utilisés dans les secteurs militaire et aérospatial. Plus récemment, cependant, les industries des circuits imprimés flex-rigides ont adapté les conceptions de cartes et les circuits pour une utilisation dans les produits grand public. De plus, les circuits imprimés flex-rigides peuvent être ce dont vous avez besoin lorsque le mouvement est nécessaire, tout en exigeant une certaine durabilité. Voici quelques-unes des applications les plus courantes de ces circuits imprimés.

Circuits imprimés flex-rigides dans les dispositifs médicaux portables

Les dispositifs portables ont connu une explosion ces dernières années en raison de la popularité des trackers d’activité et des montres connectées. Parmi les autres appareils portables, on trouve les vêtements intelligents, les bagues et bijoux connectés ainsi que les dispositifs médicaux. Dans le domaine médical, il est extrêmement important que les médecins restent informés en permanence de l’état de leurs patients. Cela peut impliquer la surveillance du rythme cardiaque, des schémas respiratoires et bien plus encore. Les dispositifs portables modernes permettent aux professionnels de santé d’être mieux informés sur la santé des patients, même lorsque ceux-ci se trouvent hors de portée d’un cabinet médical ou d’un hôpital.

Nombre de ces appareils portables utilisent des circuits imprimés flex-rigides. Une combinaison de composants flexibles et rigides est utilisée parce que les dispositifs doivent être petits et légers, tout en devant impérativement fonctionner de manière fiable sous le stress des activités quotidiennes. Les couches rigides supplémentaires offrent la fiabilité nécessaire pour que ces appareils électroniques continuent de fonctionner même dans des situations exigeantes.

Applications industrielles des circuits imprimés flex-rigides

Les circuits imprimés flex-rigides aident les équipements industriels à fonctionner dans des conditions constamment éprouvantes et permettent une plus grande flexibilité dans la conception des machines. Ils sont utilisés dans les technologies de communication à radiofréquence, les circuits de commande de distribution d’énergie et de nombreux autres types d’équipements dans le secteur industriel.

La conception de circuits flex-rigides permet aux capteurs d’être beaucoup plus petits et plus fins que s’ils étaient réalisés avec des circuits rigides. Cela ouvre de nouvelles opportunités dans le domaine industriel quant à la manière dont ces capteurs peuvent être utilisés. Par exemple, l’emplacement idéal pour ces capteurs peut être un espace réduit ou de forme irrégulière dans lequel ils ne pourraient pas s’intégrer sans l’utilisation d’un composant plus flexible ou plus petit.

Des circuits de commande de distribution d’énergie sont fabriqués et maintenus en fonctionnement depuis des années, mais beaucoup rencontrent des problèmes de défaillance de circuit. Cela est dû au fait que les mouvements fréquents et d’autres conditions exercent une contrainte supplémentaire sur les composants.

Le déploiement d’un circuit imprimé flex-rigide est souvent utilisé pour remédier à ces problèmes en offrant une fiabilité et une durabilité accrues au circuit de commande. La conception flex-rigide permet aux machines dans lesquelles elle est utilisée de rester opérationnelles plus longtemps.

Les cartes rigides traditionnelles peuvent limiter l’utilisation de ce type de machines et freiner le potentiel du composant. Une conception flexible permet aux fabricants de proposer des solutions plus innovantes pour les performances des équipements.

Circuits imprimés flexibles et flex-rigides dans le commerce électronique

Les avantages offerts par les circuits imprimés flexibles et flex-rigides sont idéaux dans de nombreux secteurs. Avec l’état de la technologie moderne et le besoin croissant d’appareils électroniques plus portables, légers et polyvalents, les circuits flexibles constituent une solution viable.

Dans le secteur de la vente en ligne, par exemple, les entrepôts d’expédition et de traitement des commandes utilisent des appareils électroniques modernes pour scanner, suivre et rendre compte du processus d’expédition. Un colis ou un produit doit être localisé et sélectionné, marqué pour l’expédition, signalé comme expédié, puis envoyé selon la procédure appropriée afin d’atteindre le client qui l’a acheté.

Tout cela est généralement suivi et rapporté à l’aide d’un appareil portable de type PDA, qui doit être petit et facile à transporter afin que les employés puissent l’utiliser confortablement sur le sol de l’entrepôt. Il doit également être capable de résister aux conditions parfois difficiles d’un entrepôt très fréquenté. Cela rend les circuits imprimés flexibles et flex-rigides idéaux pour ces appareils.

Pourquoi choisir des circuits imprimés flexibles ou flex-rigides ?

Les composants électroniques deviennent de plus en plus compacts. Le besoin de flexibilité et de polyvalence ne cesse de croître. Les circuits imprimés flexibles et flex-rigides ne sont pas idéaux dans toutes les situations, mais les professionnels recommandent de les utiliser dans les cas suivants :
• Le mouvement et la mobilité sont une exigence ;
• La flexibilité et le gauchissement de la carte et des circuits constituent des préoccupations majeures ;
• Les espaces exigus, les angles vifs et les formats non conventionnels sont inévitables ;
• Le poids et la portabilité sont un facteur majeur, comme pour les appareils mobiles et les dispositifs portatifs ;
• Il est tout simplement impossible d’effectuer régulièrement des travaux de réparation ou de maintenance ;
• L’appareil, le produit ou la carte sera soumis à des conditions et des températures extrêmes ;

Dans certains secteurs, en particulier dans les applications industrielles ou commerciales, les équipements doivent supporter des mouvements fréquents, des variations rapides de pression et des conditions extrêmes. Les circuits rigides ne sont tout simplement pas fiables dans ces circonstances sur de longues périodes. C’est là que les circuits flexibles entrent en jeu, pour ainsi dire. Ils sont capables de résister à des conditions plus extrêmes, à des mouvements plus rapides, à une forte pression et même à des déformations. Cela est crucial, car lorsque les machines et les composants se déplacent à grande vitesse, un certain degré de flexibilité et de déformation est inévitable.

Parfois, les cartes et leurs circuits doivent être conçus selon des dimensions strictes pour correspondre à un produit ou à son boîtier. Dans ces conditions, vous ne pouvez pas vous adresser à n’importe quel fabricant pour commander les cartes en espérant que tout sera compatible. Vous devez faire appel à un fabricant de cartes propriétaire, capable de fournir des circuits et des produits adaptés à vos besoins spécifiques.

Circuits imprimés flexibles et flex-rigides de PCBCart

PCBCartest l’un des principaux fabricants de circuits et de cartes de circuits imprimés, proposant des applications personnalisables pour toute marque ou entreprise.Que vous ayez besoin de circuits flexibles simples ou de circuits flex-rigides, nous avons des solutions qui vous conviennent.Nous travaillerons avec vous individuellement pour garantir que vos circuits sont conformes aux normes IPC et que l’équipement que vous utilisez puisse rester opérationnel et fiable le plus longtemps possible. Nous ne sommes satisfaits que lorsque vous l’êtes, tant pour les circuits que nous fournissons que pour les produits finis que vous avez assemblés en les utilisant. Si vous souhaitez découvrir les cas d’utilisation potentiels et les applications pour votre entreprise et votre secteur, n’hésitez pas àenvoyez-nous vos fichiers PCB et la quantité souhaitée pour un devis rapide.

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