FPC

Un FPC, ou circuit imprimé flexible, est une carte de circuit imprimé fabriquée à partir d'une fine couche de conducteur en cuivre liée à un substrat polymère flexible, généralement un film de polyimide. Contrairement aux PCB rigides fabriqués à partir d'époxy renforcé de verre, les FPC conservent leur flexibilité mécanique après la fabrication. Cela leur permet de se plier, de se courber ou de s'adapter à des espaces restreints à l'intérieur de l'équipement sans fissurer les joints de soudure ou les pistes conductrices. Les pistes de cuivre pèsent généralement de 0,5 à 2 onces par pied carré, avec des largeurs de ligne allant de 0,1 mm et plus, selon les exigences de courant.

Les FPC sont fabriqués par photolithographie et gravure chimique, un peu comme les cartes rigides, mais le substrat reste souple. Un circuit flexible typique peut avoir une épaisseur totale de 0,1 à 0,3 mm. Les conceptions simple face ne comportent du cuivre que sur une seule surface; les FPC double face ont du cuivre sur les deux faces. Des variantes plus complexes incluent des hybrides rigides-flexibles, qui joignent une section flexible à une base rigide pour agir à la fois comme connecteur et comme élément structurel. Le "coverlay" ou le masque de soudure protège le cuivre exposé et isole les conducteurs des dommages mécaniques.

Les compagnies d'électricité et de services publics utilisent les FPC dans les panneaux de commande, les équipements de mesure et les onduleurs d'énergie renouvelable où l'espace est limité et où l'équipement doit se plier ou s'insérer dans des armoires confinées. Les capteurs et les modules d'enregistreurs de données emploient souvent des FPC pour acheminer les pistes de signal autour de formes irrégulières. Le substrat polymère supporte des cycles thermiques de -40 à 120 degrés Celsius ou plus sans perdre de flexibilité, ce qui les rend fiables dans les environnements extérieurs et industriels difficiles.

Modes de défaillance courants et pièges de conception

La principale faiblesse est la fatigue du métal aux points de contrainte où le circuit flexible se plie de manière répétée. Les pistes de cuivre peuvent se fissurer après 10 000 à 100 000 cycles de flexion, selon le rayon de courbure et la géométrie de la piste. Les concepteurs doivent éviter les angles vifs (un rayon minimum de 0,5 mm est recommandé) et éloigner les pistes à courant élevé des lignes de pliage. L'infiltration d'humidité aux bords coupés peut provoquer de la corrosion si le "coverlay" est incomplet. Les connexions de soudure aux queues de FPC doivent tolérer des flexions répétées sans fracture du joint, ce qui exige une conception soignée des pastilles et une géométrie robuste des joints de soudure.

Les FPC coûtent plus cher par unité que les cartes rigides car le travail de masque et l'outillage sont personnalisés, et les volumes de production sont généralement plus faibles. Les délais de livraison sont de 6 à 12 semaines pour les prototypes. Dans les applications utilitaires où la fiabilité et le gain de place justifient le coût, les FPC restent la norme pour les faisceaux de câblage internes, les interfaces de capteurs et l'architecture de contrôle modulaire. Le terme circuit imprimé flexible est parfois abrégé en "flex", "flex PCB" ou "flex board" dans le langage courant des ateliers.