Qu’est-ce qu’une carte de circuit imprimé flexible ?
Une carte de circuit imprimé flexible est une carte dont le schéma de câblage est formé par du cuivre pliable sur un film de base.
Le film de base est constitué d’une résine isolante et pliable. Les cartes peuvent être rendues plus fines et peuvent être pliées librement tout en conservant leurs caractéristiques électriques.
Utilisations d’une carte de circuit imprimé flexible
Les cartes circuits imprimés flexibles peuvent être utilisées pour monter des composants, etc., et peuvent également être utilisées comme composantes de connexion tels que des câbles en formant uniquement des motifs de câblage.
En raison de leurs caractéristiques fines et souples, elles sont souvent utilisées dans des pièces mobiles et de connexion qui nécessitent des mouvements de flexion et de pliage. Elles sont également présentes dans les circuits tridimensionnels avec des substrats rigides flexibles. Les cartes de circuits imprimés flexibles sont souvent utilisées non seulement dans les domaines de l’exploration spatiale et militaire, où elles étaient initialement conçues, mais aussi dans des domaines communs tels que les smartphones, les téléphones portables, les claviers et les calculatrices, où l’utilisation de matériau plus minces et plus légers sont nécessaires.
Principe de la carte de circuit imprimé flexible
Les cartes de circuits imprimés flexibles sont constituées d’un schéma de câblage formé par du cuivre pliable sur un film de base composé d’une résine pliable telle que le polyimide.
Il existe également des cartes de circuits imprimés rigides avec des schémas de câblage sur une base isolante rigide et non flexible. Contrairement aux circuits rigides, les cartes de circuits imprimés flexibles se caractérisent par la présence d’un film mince et d’une base pliable. Ce qui signifie qu’ils peuvent être traités plus finement que les circuits rigides et qu’ils peuvent également être pliés. Comme pour les cartes rigides, les composants peuvent être montés sur le schéma de câblage.
Types de cartes de circuits imprimés flexibles
Les cartes de circuits imprimés flexibles ont une structure simple dans laquelle une seule couche du schéma de câblage est formée sur une face du film de base, et une structure double face dans laquelle une couche est formée sur les deux faces du film de base. Il existe également des cartes de circuits imprimés flexibles multicouches comportant deux couches ou plus de motifs de câblage sur chaque face du film de base.
1. Structure simple face
La structure simple face d’une carte est une structure dans laquelle un schéma de câblage simple couche est formé sur une seule face du film de base. Les structures simple face sont souvent utilisées dans les pièces mobiles car elles sont légères, flexibles et très résistantes aux mouvements.
2. Structure double face
La structure double face des cartes de circuits imprimés flexibles est une structure dans laquelle un schéma de câblage à couche unique est formé sur les deux faces du film de base. La structure double face est supérieure en ce sens qu’elle est compacte et permet la formation de schémas de câblage à haute densité, et que davantage de fonctions peuvent être montées. Cependant, par rapport à la structure simple face, elle est moins flexible et moins durable, ce qui la rend inadaptée à une utilisation dans des pièces mobiles.
3. Circuits imprimés flexibles multicouches
Il s’agit de cartes de circuits imprimés flexibles comportant plusieurs couches. Dans les circuits imprimés souples, comme dans les circuits imprimés rigides, le schéma de câblage sur la surface du film de base peut être laminé sur deux couches ou plus.
Dans ce cas, deux schémas de câblage ou plus sont empilés sur les deux faces du film de base, avec une couche isolante entre les deux, afin de multicouper efficacement le substrat. Ce circuit imprimé flexible multicouche avec une couche de protection est appelé circuit imprimé rigide flexible.
Cette carte (circuit imprimé rigide flexible) est légère, mais présente la même résistance mécanique élevée et la même formation qu’une base rigide, et peut donc être utilisée pour des circuits tridimensionnels. Il s’agit d’un composant indispensable pour réduire la taille des équipements électroniques à un format compact.
Autres informations sur les cartes de circuits imprimés flexibles
1. Méthodes de fabrication des circuits imprimés flexibles
La méthode de fabrication des cartes de circuits imprimés flexibles est expliquée ci-après, en prenant pour exemple un circuit imprimé flexible à simple face.
1. Application de la résine photosensible
La résine photosensible est appliquée sur le CCL, dans lequel une feuille de cuivre est laminée sur un film de base isolant tel qu’un film de polyimide.
2. Formation du masque photographique
Un photomasque ayant une forme prédéterminée de schéma de câblage est placé sur le CCL. À ce stade, le photomasque est façonné de manière similaire aux techniques d’impression et de photographie, la partie du schéma de câblage étant enlevée.
3. Durcissement par UV du photomasque
La lumière UV est irradiée par le haut du photomasque et seule la partie correspondant au motif de câblage est durcie par UV.
4. Retrait de la résine photosensible
Le photomasque est retiré et la résine photosensible non durcie est enlevée à l’aide d’une solution chimique.
5. Retrait de la feuille de cuivre
Le processus suivant s’appelle la gravure. Dans le processus de gravure, la feuille de cuivre est enlevée à l’aide d’une solution chimique, ne laissant que la feuille de cuivre dans la zone protégée par la résine photosensible, c’est-à-dire la zone du schéma de câblage, où le schéma de câblage est formé.
6. Retrait de la résine photosensible durcie
La résine photosensible durcie qui recouvre le schéma de câblage est enlevée à l’aide d’une solution chimique.
7. Formation d’une couche de recouvrement
Une couche isolante appelée couche de recouvrement ou coverlay en anglais est formée pour protéger le schéma de câblage.
La production de ces cartes de circuits imprimés flexibles nécessite de nombreuses connaissances en chimie inorganique pour le processus de gravure, qui ne laisse que le schéma de câblage, et pour le processus de formation de la couche de recouvrement, qui protège le schéma de câblage.
Les eaux usées provenant du processus de rinçage contiennent une grande variété de substances dangereuses, ce qui nécessite une technologie avancée de traitement des eaux usées basée sur des connaissances chimiques.
2. Tendances mondiales en matière de cartes de circuits imprimés flexibles
Avant l’an 2000, le “made in Japan” était considéré comme un produit de haute qualité dans de nombreux domaines, et l’industrie japonaise était très compétitive dans le monde entier. Toutefois, ce n’est plus nécessairement le cas aujourd’hui.
Des cartes de circuits imprimés flexibles sont fabriquées dans le monde entier par quelques 2 500 entreprises. Les fabricants taïwanais étaient en tête en 2018, suivis par les principaux fabricants au Japon, en Corée du Sud, en Chine et dans d’autres parties de l’Asie de l’Est. La demande de circuits imprimés flexibles devrait continuer à augmenter dans divers secteurs, notamment les machines militaires et industrielles publiques et privées, l’industrie spatiale et les secteurs de l’automobile et des télécommunications.
Certains observateurs prévoient que la Chine sera la plus dynamique, en raison de ses investissements dans l’amélioration de la technologie et de ses abondantes ressources en métaux rares. Le groupe de tête, composé de Taïwan, du Japon et de la Corée du Sud, s’oriente vers des secteurs de niche à prix unitaire plus élevé, tandis que la Chine augmente actuellement ses ventes de cartes de circuits imprimés, principalement bas de gamme. Toutefois on note que l’écart de capacité technologique se réduit et ce n’est qu’une question de temps avant que la Chine ne fasse partie du groupe de tête.