GUIDE DES MATIÈRES PREMIÈRES POUR LES PCB

Par Maysa Salameh

Les cartes de circuits imprimés (PCB) qui contiennent des composants électroniques se trouvent dans pratiquement tous les appareils électriques.

Les PCB peuvent être classés en différents types :

  • Rigide
  • Flex
  • Rigide/Flex

Certaines cartes nécessitent un matériau dont les caractéristiques électriques sont adaptées aux hautes fréquences et aux débits de données. En outre, certaines cartes doivent résister à des températures très élevées et peuvent nécessiter un matériau thermoconducteur ou des cartes nécessitant une solution de dissipation thermique. Des cartes différentes avec des applications différentes nécessitent des matériaux différents.

Les matériaux des circuits imprimés sont généralement constitués de trois éléments qui travaillent ensemble pour répondre aux besoins spécifiques du système électronique : le cuivre, la résine et le verre.

Fineline Global PCB Raw Materials Cuivre

Cuivre

Fineline Global PCB Raw Materials (en anglais)

Résine

Fineline Global PCB Raw Materials (en anglais)

Verre

Verre

Le tissu de verre est disponible en différentes largeurs et épaisseurs.

Style de verre :

Fineline Global PCB Raw Materials Spread

Écartement

Fineline Global PCB Raw Materials Standard

Standard

Fineline Global PCB Raw Materials Expanded (en anglais)

Élargi

Résine

La résine est déterminée par les propriétés nécessaires à la conception de la fonction du panneau, c'est-à-dire Tg, Dk, Df, etc.

La résine doit être compatible avec le tissu de verre et la feuille de cuivre.

Cuivre

Le cuivre est défini par le poids et le type de feuille, à savoir ED (Electro Deposited), RA (Rolled Annealed), RTF (Reverse Treat).

Le cuivre doit avoir une bonne résistance au pelage afin de ne pas se détacher du verre et de la résine.

Il existe deux grandes catégories de matériaux utilisés dans la production de cartes de circuits imprimés :
  • Thermodurcissables : Ils ont un point de fusion élevé, mais une fois exposés à une certaine température et durcis à l'état solide, leurs composants et leurs propriétés physiques se figent. Ils ne peuvent pas être refondus ni retrouver leurs propriétés d'origine. Les thermodurcissables comprennent des résines telles que l'époxy, le polyimide et l'aramide.
  • Thermoplastiques : ils ont un faible point de fusion et, lorsqu'ils sont chauffés, ils se ramollissent pour devenir malléables ou fondent pour atteindre l'état liquide. Cela signifie qu'ils peuvent être façonnés dans presque tous les moules ou dessins. Même une chaleur extrême ne modifie pas la composition du matériau. Les thermoplastiques sont généralement à base de PTFE et utilisent des charges organiques ou inorganiques.

Les matériaux thermodurcissables sont fournis par le fabricant sous forme de stratifiés. L'étape C, c'est-à-dire après que le polymère (préimprégné) connu comme l'étape B ait été soumis à un pressage à haute température et pression entre deux feuilles de cuivre.

Le pré-imprégné est généralement constitué de tissu de verre tissé imbibé de résine. Comme indiqué précédemment, la résine peut être de différents types. De même, les fibres de verre peuvent être constituées de différents types et épaisseurs de verre.

Les stratifiés et les préimprégnés sont renforcés par du tissu de verre.

L'augmentation des fréquences et des taux de transfert de données exige des constantes diélectriques plus précises et plus faibles. L'épaisseur, ainsi que le rapport verre/résine, doivent être strictement contrôlés lors des étapes de planification et de fabrication.

Stratifié PCB :

 

Fineline Global PCB Raw Materials Stratifié pour PCB
Quelques propriétés des stratifiés
 
  • Tg : Température de transition vitreuse Température à laquelle le matériau passe de l'état rigide à l'état déformable.
  • Td : Température de décomposition Température à laquelle le matériau commence à se décomposer.
  • CTE-Coefficient de dilatation thermique Le taux de dilatation d'un stratifié en fonction du changement de température.
  • Dk- Constante diélectrique relative Propriété d'un matériau qui empêche la transmission d'une onde électromagnétique.
  • Tangente Df-Loss Propriété d'un matériau qui décrit la part de l'énergie transmise qui est absorbée par le matériau.

Choisir le meilleur matériau pour votre type de planche

Dans le tableau suivant, certains stratifiés courants sont comparés en fonction de leur constante diélectrique (Dk ), de leur capacité à résister à la chaleur (Tg) et de leur application.

Catégories de matériaux telles que définies par la CIB

Cartes imprimées rigides et multicouches IPC-4101

Applications haute vitesse/haute fréquence IPC-4103

Diélectriques à base flexible IPC-4202

Feuilles de couverture et films adhésifs flexibles IPC-4203

Diélectriques flexibles à revêtement métallique IPC4204

Comparaison des matériaux des PCB
Type de matériau Dk (@1MHz) Tg (0C) Application
FR4 4.2-4.8 135-140 Standard
FR4 4.5-4.8 150-170 Standard/sans plomb
FR4 3.4-3.8 (@1GHz) 180-220 Haute vitesse
PTFE 2.2-2.8 160 RF-Fréquence radio
Polyimide 3.8-4.2 ≥250 Utilisation à haute température

Le tableau ci-dessus ne répertorie pas toutes les combinaisons possibles de matériaux de PCB. 

Contactez nos experts chez Fineline pour vous aider à choisir le bon matériau pour votre panneau afin de garantir une qualité et une fiabilité élevées.

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