Vous avez vu la citation. Un prototype à deux -couches pour un appareil portable coûte trois fois le coût unitaire d'une carte rigide équivalente. Avant de s’en prendre au fabricant, il est utile de comprendre d’où vient le surcoût. La réponse courte est que le coût flexible des PCB reflète la sélection des matériaux, la complexité du processus et l'impact sur le rendement du travail avec des diélectriques fins et dimensionnellement instables.
Chez CSNT-EMS à Dongguan, nous accompagnons régulièrement les équipes d'ingénierie dans la répartition des coûts des assemblages de circuits-minces. La conversation commence généralement par le matériel de base.
La prime des matériaux de base : dynamique des prix FCCL
Le stratifié flexible cuivré (FCCL) coûte plus cher que le FR4 rigide pour deux raisons. Premièrement, les systèmes de résine polyimide (PI) sont intrinsèquement plus chers que les mélanges époxy utilisés dans les panneaux rigides standards. Deuxièmement, les fournisseurs de FCCL maintiennent des volumes inférieurs, ce qui maintient les prix unitaires plus élevés.
Une spécification typique comme le FCCL basé sur Panasonic R-F777 PI-dans une épaisseur de 50-micromètres pour la construction de circuits imprimés flexibles dépasse largement le poids équivalent-FR4. Lorsque votre conception nécessite du R-F775 avec du cuivre à profil très bas (VLP) pour des largeurs de trace de 0,1 mm, l'échelon de prix est encore plus élevé car le cuivre VLP nécessite un contrôle d'électrodéposition plus précis.
Si votre assemblage doit transporter des signaux haute fréquence-, vous pouvez spécifier DuPont Pyralux AK, qui propose DK 3,4 et Df 0,004 pour une impédance contrôlée. Cette performance a un prix : le Pyralux AK coûte généralement 40 à 60 % de plus que le PI FCCL standard.
Les matériaux PCB flexibles à base de PET-se situent dans le bas de l'échelle des coûts, mais ne fonctionnent que pour les cartes qui ne connaissent jamais de températures de refusion. Un assemblage à base de PET-peut coûter 20 à 30 % de plus que les cartes rigides équivalentes, ce qui le rend attrayant pour les applications LED-sur une seule face.
Tableau de comparaison des coûts des matériaux FCCL par type de substrat
Facteurs de coûts de processus dans la-fabrication de circuits minces
Trois étapes de processus expliquent les plus grandes différences de coûts entre la production de PCB flexibles et rigides.
Pour la production de PCB flexibles, la stratification coverlay nécessite de la chaleur et de la pression sur toute la surface de la carte. La couverture sans halogène Taiflex FHK0515- nécessite une température de 170 à 180 degrés Celsius et une pression contrôlée pour adhérer sans vides. Cette étape ajoute 15 à 25 pour cent au coût du panneau par rapport à un panneau rigide sans liaison supplémentaire.
Les constructions FPC fines exigent une manipulation plus rigoureuse tout au long de la chaîne de production. Les feuilles de matériau diélectrique se froissent facilement et peuvent s'étirer si elles sont tirées selon des angles incorrects. Les fabricants doivent faire fonctionner les cartes à des vitesses plus lentes et utilisent souvent des montages spécialisés pour maintenir la stabilité dimensionnelle pendant la gravure et le placage.
La vérification de la qualité des assemblages FPC inclut des tests de flexibilité dynamiques selon la méthode IPC -TM-650 2.4.9.1. Un assemblage de classe 3 destiné à un dispositif médical peut devoir survivre à 100 000 cycles de flexion avec un rayon de courbure de 0,3 à 0,8 mm. L’exécution de ce test augmente le temps et les coûts d’inspection.
Diagramme de flux de processus montrant les étapes de stratification de couverture et de test de flexibilité
Hiérarchie des coûts de finition de surface
L'ENIG sur les constructions de circuits imprimés minces et flexibles coûte généralement plus cher que sur les cartes rigides, car le substrat plus fin nécessite un contrôle de processus plus strict pour éviter la déformation pendant le bain de placage. L'épaisseur du nickel est de 3 à 6 micromètres et celle de l'or de 0,05 à 0,125 micromètres. Le processus ajoute 8 à 12 pour cent au coût du conseil d'administration.
L'OSP est la finition la plus économique mais ne fonctionne que lorsque la planche subit une seule refusion ou un assemblage manuel. Si la feuille de route de votre produit comprend plusieurs étapes d'assemblage, l'OSP risque de ne pas survivre à l'exposition thermique.
Pour les cartes PCB flexibles avec des contacts en or, le placage à l'or dur entraîne le coût de finition le plus élevé en raison du temps de placage supplémentaire nécessaire pour le dépôt plus épais. Cette finition est réservée aux cartes équipées de connecteurs ZIF ou d'autres exigences de compatibilité-et-de non-connexion.
Ce que vous pouvez contrôler : des choix de conception qui réduisent les coûts
Certaines décisions de conception empêchent-le coût des circuits minces de monter en flèche. Pour toute conception de PCB flexible, spécifiez la trace et l'espacement les plus larges que votre application peut tolérer. Chaque réduction de 25 -micromètres de la géométrie minimale resserre les fenêtres de processus et augmente les taux de rebut. Pour les conceptions de PCB flexibles, utilisez PI uniquement là où la carte sera réellement flexible. Les sections rigides peuvent parfois utiliser du PET moins cher ou même du FR4 standard dans une conception hybride rigide-flexible.
Pour les volumes de prototypes, l'utilisation des panneaux compte plus que le choix des matériaux. Une planche de 10 x 10 centimètres qui s'adapte à 4 poses sur un panneau de 500 x 500 millimètres coûte moins cher par pièce que la même planche à 1 pose sur un panneau de 250 x 250 millimètres.
Nous avons aidé les équipes d'ingénierie à réduire le coût de leurs prototypes de PCB flexibles de 25 à 35 % grâce à la seule optimisation de la conception. Pour les projets de PCB flexibles, la clé est d'impliquer votre fabricant dès le début de la phase de configuration, et non après le gel des Gerbers.
