Le circuit imprimé flexible (FPC), avec ses avantages notables tels que la légèreté, la finesse et la capacité à se plier et se replier librement, est largement utilisé dans l'industrie électronique. La technologie du FPC est apparue dans les années 1970, initialement développée par les États-Unis pour faire progresser la technologie des fusées pour l'exploration spatiale. Cette technologie utilise un film de polyester ou du polyimide comme substrat, offrant une grande fiabilité et une excellente flexibilité. En intégrant des conceptions de circuits sur des substrats plastiques flexibles, le FPC peut intégrer un grand nombre de composants de précision dans un espace limité, formant ainsi un circuit flexible. Ce type de circuit peut être plié et replié à volonté, offrant légèreté, petit volume, bonne dissipation thermique et facilité d'installation, brisant ainsi les limites des technologies d'interconnexion traditionnelles. La structure du FPC comprend principalement un film isolant, un conducteur et un adhésif. En tant que solution clé pour répondre aux exigences de miniaturisation et de mobilité des produits électroniques, le FPC réduit considérablement le volume et le poids des appareils électroniques, s'alignant sur les tendances de développement en matière de haute densité, de miniaturisation et de haute fiabilité.

Composition des matériaux du FPC   

1. Film isolant

Le film isolant forme la couche de base du circuit, et l'adhésif est utilisé pour fixer la couche conductrice sur la couche isolante. Dans les conceptions multicouches, le film isolant sert également d'adhésif interne et peut agir comme une couche protectrice, empêchant le circuit de la poussière et de l'humidité tout en réduisant les contraintes lors du pliage. La couche conductrice est généralement constituée de feuille de cuivre, qui est utilisée pour assurer la fonction conductrice du circuit.

2. Conducteur

La feuille de cuivre est le matériau conducteur le plus couramment utilisé dans les FPC, qui peut être produit par électrodéposition (ED) ou par galvanoplastie. La feuille de cuivre électrodéposée a un côté brillant et un côté mat, avec un traitement spécial pour améliorer ses propriétés adhésives. La feuille de cuivre forgée combine flexibilité et rigidité, ce qui la rend adaptée aux applications nécessitant une déflexion dynamique.

3. Adhésif

L'adhésif est non seulement utilisé pour coller le film isolant avec le matériau conducteur, mais peut également servir de couche de recouvrement ou de revêtement protecteur. La couche de recouvrement est formée en sérigraphiant l'adhésif sur le film isolant, créant ainsi une structure stratifiée. Toutes les structures laminées ne contiennent pas d'adhésif ; les structures laminées sans adhésif permettent des conceptions de circuits plus minces et une flexibilité plus élevée tout en améliorant la conductivité thermique. Étant donné que la structure sans adhésif élimine la résistance thermique, sa conductivité thermique est supérieure à celle des structures laminées à base d'adhésif, ce qui la rend adaptée aux environnements de travail à haute température.

Processus de fabrication du FPC

Les FPC se présentent sous différents types, notamment les FPC simple face, les FPC double face et les FPC multicouches. Les processus de fabrication diffèrent selon le type.

Flux de processus pour les FPC double face et multicouches

Découpe → Perçage → PTH (Trou traversant plaqué) → Galvanoplastie → Prétraitement → Stratification de film sec → Alignement → Exposition → Développement → Placage de motifs → Dénudage → Prétraitement → Stratification de film sec → Alignement → Exposition → Développement → Gravure → Dénudage → Traitement de surface → Stratification de film de recouvrement → Stratification → Durcissement → Placage nickel-or → Impression de texte → Découpe → Tests électriques → Perforation → Inspection finale → Emballage → Expédition

Flux de processus pour les FPC simple face

Découpe → Perçage → Stratification de film sec → Alignement → Exposition → Développement → Gravure → Stratification de film de recouvrement → Stratification → Durcissement → Traitement de surface → Placage nickel-or → Impression de texte → Découpe → Tests électriques → Perforation → Inspection finale → Emballage

(Remarque : les flux de processus ci-dessus peuvent être ajustés et optimisés en fonction des exigences de production réelles.)

Analyse des avantages et des inconvénients du FPC

Avantages du FPC

Le circuit imprimé flexible est fabriqué à partir de substrats isolants flexibles et offre de nombreux avantages que les circuits imprimés rigides ne peuvent pas égaler :

l Haute flexibilité : le FPC peut se plier, s'enrouler et se replier librement, ce qui permet un agencement tridimensionnel en fonction des exigences de disposition de l'espace, réalisant ainsi une conception intégrée de l'assemblage des composants et de la connexion des circuits.

l Légèreté et miniaturisation : le FPC réduit considérablement le volume et le poids des produits électroniques, s'alignant sur les tendances de conception en matière de haute densité, de miniaturisation et de haute fiabilité. Par conséquent, le FPC est largement utilisé dans l'aérospatiale, le militaire, les communications mobiles, les ordinateurs portables, les périphériques informatiques, les assistants numériques, les appareils photo numériques et d'autres domaines.

l Excellente dissipation thermique et performances de soudure : le FPC a une bonne dissipation thermique et une bonne soudabilité, ce qui facilite l'assemblage et réduit les coûts globaux. La combinaison de conceptions flexibles et rigides compense partiellement la capacité de charge insuffisante des composants des substrats flexibles.

Inconvénients du FPC

l Coûts initiaux élevés : étant donné que le FPC est conçu et fabriqué sur mesure pour des applications spécifiques, les coûts initiaux de conception de circuits, de câblage et de photolithographie sont relativement élevés. Sauf exigences particulières, le FPC n'est pas recommandé pour les applications en petits lots.

l Maintenance et remplacement difficiles : une fois le FPC fabriqué, si des modifications de conception sont nécessaires, il faut repartir du plan d'origine ou des données de programmation, ce qui rend le processus complexe. De plus, la surface du FPC est généralement recouverte d'un film protecteur, et les réparations nécessitent de retirer le film protecteur, de résoudre le problème, puis de réappliquer le film, ce qui augmente la difficulté de la maintenance.

l Sujet aux dommages : lors de l'installation et de la connexion, une manipulation incorrecte peut facilement endommager le FPC. La soudure et la reprise nécessitent du personnel ayant une formation professionnelle, ce qui augmente le seuil opérationnel.