Comprendre les facteurs de coûts pour les circuits flexibles

Judy Warner :

Cela fait plus de 20 ans que vous êtes spécialisée dans la fabrication de circuits. Selon vous, quels facteurs contribuent à l'essor des circuits flexibles et flex-rigides ?

Tara Dunn

Je pense que leur taille, leur poids et leur boîtier sont les principaux facteurs qui contribuent à l'essor de ces circuits.  Parmi les clients qui utilisent déjà ces types de circuits, je remarque que leur utilisation est de plus en plus fréquente dans les projets de conception. De plus, je reçois de plus en plus de requêtes provenant de personnes qui débutent dans ce domaine et souhaitent recevoir des conseils.  En règle générale, les composants électroniques sont de plus en plus petits et légers. Lorsqu'il n'est pas question de miniaturisation, nous continuons à augmenter la densité et les fonctionnalités tout en gardant la même taille de boîtier.

J. Warner :

Quels sont les points essentiels que les concepteurs doivent prendre en compte pour réduire les coûts et assurer la fiabilité ?

T. Dunn :

Il existe trois principaux facteurs de coûts : matériaux, panélisation et technologie.  Personnellement, j'en rajoute un quatrième : bien comprendre les capacités de vos fabricants pour faire en sorte que vos projets correspondent parfaitement à leurs aptitudes.  Pour réduire les coûts et le délai de disponibilité, il est important de connaître et d'utiliser les matériaux qui sont les plus susceptibles d'être en stock.  Le plus courant, c'est un alliage fait d'une once ou d'une demi-once de cuivre, avec 1 ou 2 mm de polyimide.  Il existe bien d'autres options pour les structures laminées : avec 0,5 à 2 onces de cuivre, et 0,5 mm à 6 mm polyimide.  En connaissant les matériaux qui sont toujours en stock chez votre fabricant, vous éviterez les problèmes de disponibilité et les surcoûts liés à la commande de composants inhabituels.

Les circuits flexibles ont généralement une forme singulière : je vous conseille de bien préparer vos conceptions pour optimiser la panélisation lors de la fabrication. Vous pouvez par exemple imbriquer vos pièces de façon inversée.  Les panneaux les plus courants pour les matériaux flexibles mesurent 12 x 18 pouces ou 12 x 24 pouces.  Dans ces deux cas, vous devrez laisser une bordure d'un pouce de chaque côté pour les coupons et les trous de montage.  Si vous fournissez une conception d'une couche sans matrice requise, votre fabricant fera son possible pour imbriquer les pièces et optimiser l'utilisation du matériel.  Si vous fournissez la matrice, tenez compte de la place que celle-ci prendra sur le panneau lors de la fabrication. 

De plus, les avancées technologiques en matière de conception sont nombreuses : échangez avec votre fabricant pour vous assurer que vos dépenses ne sont pas superflues.  Par exemple, il est tout à fait possible de construire un circuit flex-rigide avec trous étamés dans les portions flexibles.  Cependant, en déplaçant les vias en dehors de la partie rigide de votre empilage, des étapes additionnelles seront nécessaires, ce qui entraînera un coût supplémentaire.

Pour assurer la fiabilité de votre conception, tout repose sur les détails.  Faites bien attention aux recommandations concernant le rayon des courbures, ajoutez des fixations pour ancrer les pastilles et éviter tout soulèvement des composants.  De plus, l'emplacement des vias est crucial : ne les placez pas à proximité d'une pliure ou d'un point de tension. Veillez à réduire la tension de façon mécanique.  Routez les conducteurs de façon uniforme, dans un axe perpendiculaire aux lignes de pliage, et évitez tout angle saillant.  

Tara Dunn, PDG de OMNI PCB

J. Warner :

Comment avez-vous découvert la technologie flex-rigide, et quelles ressources conseilleriez-vous aux concepteurs pour qu'ils en apprennent plus sur la conception, la fabrication et l'assemblage des circuits rigides ?

T. Dunn :

C'est un parcours assez atypique.  Je suis tombée dans le secteur de l'électronique un peu par hasard. Je ne connaissais rien aux circuits flexibles, si ce n'est leur utilisation dans la plupart des imprimantes. Et encore, cela restait très vague. En réalité, je me suis plongée dans la conception et la fabrication des circuits flexibles avant même de découvrir les circuits rigides. J'ai eu la chance de pouvoir assister à la fabrication de circuits flexibles très peu de temps après avoir rejoint ce secteur. Je conseillerais à tout personne concevant des circuits flexibles de rendre une visite à son fabricant pour mesurer le défi que cela représente, mais également voir les différences par rapport à un circuit rigide. De plus, je pense qu'il est important, même pour les concepteurs aguerris en matière de composants flexibles, de participer à des conférences sur le sujet, comme AltiumLive, ou bien les événements IPC ou SMTA. Les progrès technologiques dans le domaine sont légion : en découvrant les dernières nouveautés, vous pourrez les incorporer à vos conceptions.

J. Warner :

Lorsque l'on recherche un fabricant, à quoi devons-nous prêter attention pour identifier un fournisseur compétent ?

T. Dunn :

Beaucoup de ces critères peuvent également s'appliquer à un fournisseur de circuits rigides.  Penchez-vous sur la qualité du système en place, l'équipement utilisé, les capacités et les certifications.  Maintenant, pour les circuits flexibles et flex-rigides, je pense qu'il est très important de regarder le pourcentage que représente ce type de circuits parmi la production du fournisseur en question.  En effet, cela requiert un savoir-faire et des processus bien particuliers.  Cette expertise prend du temps pour mûrir : la fabrication de circuits flexibles doit donc faire partie d'un processus standard.  Il est important d'évaluer l'offre technologique que le fournisseur peut vous proposer afin de vous assurer qu'elle correspond à vos attentes.  Par exemple, certains fabricants se spécialisent dans les circuits à face unique ou double face, tandis que certains axent leur offre sur les vias bornes, enterrés ou micro-vias.  Assurez-vous donc d'opter pour un service qui vous correspond. Enfin, je vous conseillerais d'évaluer leur expérience en matière de conception d'application et leur temps de réponse. C'est un bon test pour juger de la compétence d'un fournisseur. Lors de la phase de conception, il y a souvent des questions : assurez-vous donc de la qualité et de la rapidité des réponses fournies. 

J. Warner :

Avez-vous des conseils pour identifier un partenaire de qualité pour l'assemblage ?

T. Dunn :

Je pense que les conseils que je viens d'énoncer s'appliquent également dans ce cas.   Il y a encore quelques années, trouver un partenaire d'assemblage pour circuits flexibles n'était pas chose facile.  Aujourd'hui, cette pratique s'est démocratisée : il est donc primordial d'évaluer l'expérience de votre partenaire. 

J. Warner :

Pour vous, quel est l'atout et l'inconvénient majeur des circuits flex-rigides ?

T. Dunn :

Un jour, quelqu'un m'a dit que les conceptions flexibles n'ont de limite que notre imagination. Cette phrase m'a marquée. C'est l'une des choses que je préfère à propos des circuits flexibles : quand je m'assois avec un concepteur pour regarder des exemples de circuits, il y a toujours ce moment que je qualifierais d'éclair de génie, où tout prend son sens et les idées pour surmonter les contraintes liées au boîtier s'enchaînent.

Je ne sais pas s'il y a un réel inconvénient à travailler avec les circuits flexibles. Si je devais choisir un point négatif, je dirais qu'en raison des matériaux utilisés, qui sont plus variables que ceux entrant dans la conception des circuits rigides, il est plus difficile de prédire la performance d'une conception avant que les composants aient été testés.  Il se peut qu'un projet soit plus compliqué à fabriquer, ou qu'une source de tension inconnue entraîne des fissures.  Ainsi, le cycle de développement peut être un peu plus long que pour un circuit rigide.  Mais tout cela nous permet d'apprendre : les solutions apportées à chaque problème peuvent ensuite être intégrées aux conceptions futures.

J. Warner :

Si vous n'aviez qu'un seul conseil à donner aux concepteurs de PCB au sujet des circuits flexibles, lequel serait-ce ?

T. Dunn :

Sans aucune hésitation : collaborez avec votre fabricant aussitôt que possible au cours de votre projet. Par exemple, chaque fabricant privilégie certains matériaux. Il est judicieux de les intégrer à votre conception pour réduire les coûts et le temps d'attente.  De plus, notre secteur propose de nombreuses possibilités de fabrication.  Pour maximiser le rendement de votre projet, apprenez à connaître les procédés de votre fabricant et collaborez avec celui-ci.  Les circuits flexibles n'ont aucun secret pour les fabricants : mettez ces connaissances à profit.

J. Warner :

Merci beaucoup, Tara ! À chaque fois que nous échangeons, j'en apprends beaucoup. Je suis certaine que nos lecteurs apprécieront toutes ces informations.

T. Dunn :

Ce fut un réel plaisir, Judy ! Merci de m'avoir donné la parole.