Selon JH PCBA Engineer, chaque carte de circuit imprimé ou PCB a ses propres exigences et spécifications. Leurs conditions d'utilisation guident les ingénieurs de développement de produits dans la sélection des meilleures options pour les PCB. L'industrie des PCB divise les stratifiés cuivrés en diverses catégories, telles que :
Rigidité mécanique – Il existe des stratifiés rigides recouverts de cuivre et des stratifiés flexibles recouverts de cuivre. Quelques exemples de stratifiés rigides plaqués de cuivre sont le CEM-1 et le FR-4. Un exemple de stratifié flexible recouvert de cuivre est le polyimide.
Matériaux et structure isolants
—Il existe des stratifiés cuivrés avec des résines organiques telles que le CEM-3 et le FR-4. D'autres sont des stratifiés recouverts de cuivre à âme céramique et des stratifiés recouverts de cuivre à âme métallique.
Épaisseur du stratifié
—Il existe des stratifiés épais d'une épaisseur de 0,8 à 3,2 mm et des stratifiés minces d'une épaisseur inférieure à 0,78 mm.
Matériau de renfort
—Il existe des stratifiés cuivrés à base de fibre de verre, tels que FR-4 et FR-5. Il existe des stratifiés cuivrés à base de papier, tels que le XPC. D'autres stratifiés cuivrés sont à base composite, telle que CME-1 et CME-2, et à base phénolique.
Résines isolantes
—La classification des stratifications recouvertes de cuivre est également basée sur les différentes résines isolantes utilisées par les PCB. Il existe des stratifiés cuivrés à base de résine polyester, des stratifiés à base de résine époxy et des stratifiés cuivrés à base de résine cyanate.
Ignifuge
—Il existe deux types de stratifiés cuivrés, tels que le type ignifuge et le type non ignifuge. Sur la base des normes UL, les stratifiés rigides recouverts de cuivre peuvent être de quatre qualités ignifuges différentes, telles que les types UL-94V0, UL-94V1, UL-94V2 et UL-94HB.
Six stratifiés cuivrés populaires
Sur la base des classifications ci-dessus, l'industrie des PCB utilise six stratifiés cuivrés populaires :
Stratifié cuivré avec base en métal
Les stratifiés cuivrés à base d'aluminium à haute conductivité thermique sont les plus courants parmi les types d'isolants métalliques à base de résine disponibles. Ceux-ci sont les plus adaptés à la fabrication de PCB à forte dissipation thermique. Les substrats dissipateurs de chaleur à base de métal sont principalement utiles dans les applications impliquant des circuits intégrés hybrides, la bureautique, les automobiles, les équipements électriques, les équipements électriques haute puissance, les équipements à courant élevé, les équipements électriques et bien d'autres domaines. Leur application la plus répandue concerne les produits LED haute puissance. Bien que l'aluminium soit le type de base métallique le plus courant, il existe des stratifiés recouverts de cuivre qui utilisent également des âmes en cuivre.
L’industrie utilise l’aluminium comme type le plus courant de stratifié cuivré à base métallique en raison de sa fonction supérieure de dissipation de la chaleur. En règle générale, une seule carte aura une construction à trois couches, composée d'une couche de circuit en feuille de cuivre, d'une couche d'isolant et enfin d'une couche de base métallique.
Les applications haut de gamme peuvent avoir une construction double face, composée d'une couche de circuit en feuille de cuivre, d'une couche d'isolant, d'une base en aluminium suivie d'une couche d'isolation et d'une autre couche de circuit en feuille de cuivre.
Certaines applications nécessitent des cartes de base métalliques multicouches. Généralement, ceux-ci sont constitués de panneaux multicouches ordinaires liés par des couches isolantes sur une base en aluminium. Les produits haute puissance tels que les lampes LED utilisent largement des stratifiés recouverts de cuivre à base de métal en raison de leurs capacités supérieures de dissipation thermique.
Stratifié plaqué cuivre en tissu de fibre de verre renforcé époxy
Les stratifiés cuivrés avec un tissu en fibre de verre renforcé d'époxy ont de la résine époxy comme adhésif et un tissu en fibre de verre comme matériau de renforcement. Le tissu en fibre de verre offre de meilleures propriétés mécaniques, résistance aux chocs, stabilité dimensionnelle et résistance à l'humidité par rapport aux stratifiés cuivrés avec un substrat en papier.
Le tissu en fibre de verre renforcé d'époxy offre de bonnes performances électriques, une température de fonctionnement élevée et reste largement insensible à l'environnement. La fabrication de PCB multicouches nécessite une couche adhésive entre le substrat en tissu de fibre de verre et le stratifié cuivré du noyau interne.
En raison de ses avantages supérieurs par rapport aux autres types de substrats en tissu de fibre de verre renforcé de résine, le stratifié recouvert de cuivre en tissu de fibre de verre renforcé époxy est populaire pour la fabrication de matériaux doubles et multicouches. PCB.
Parmi les stratifiés recouverts de cuivre en tissu de fibre de verre renforcé d'époxy populaires, l'industrie des PCB utilise FR4 comme le plus populaire et le plus largement utilisé. Pour les applications ayant des exigences particulières, il existe des matériaux FR4 avec une température de transition vitreuse élevée de caractéristiques Tg. Le FR4 est également moins cher que la plupart des matériaux spéciaux disponibles sur le marché. Par conséquent, l’industrie électronique utilise le FR4 pour produire de nombreux types de circuits imprimés utiles.
FR4 est le nom de code des matériaux ignifuges. FR4 utilise un matériau résineux qui peut s'éteindre lors de la combustion. Par conséquent, il existe d’autres variétés de matériaux ignifuges que l’industrie utilise pour fabriquer des PCB généraux. En règle générale, la plupart de ces composites ignifuges sont constitués de résines époxy à fonction Tera, de charges et de fibres de verre.
La plupart des stratifiés recouverts de cuivre en tissu de fibre de verre renforcé époxy ont des propriétés techniques uniques telles qu'une isolation thermique élevée. En effet, la fibre de verre a une faible conductivité thermique, surtout lorsqu'elle est de petit diamètre. Il a également une faible densité apparente, ce qui le rend approprié pour une utilisation comme isolant thermique, conservation de la chaleur et comme isolation générale dans les secteurs industriels et de la construction.
Stratifié composite plaqué cuivre
Les caractéristiques du stratifié composite plaqué cuivre se situent entre le tissu en fibre de verre renforcé d'époxy et les stratifiés plaqués cuivre à base de papier. Ceux-ci incluent ses propriétés mécaniques et le coût de fabrication. Le substrat composite utilise des fibres de pâte de coton, du papier ou des fibres de pâte de bois comme substrat central, du papier en fibre de verre comme matériau central et un tissu en fibre de verre comme substrat de surface. Avec la résine époxy ignifuge pour l'imprégnation, la couleur des stratifiés composites recouverts de cuivre est généralement blanc laiteux.
Des exemples typiques de stratifiés composites plaqués de cuivre sont le CEM-1 et le CEM-3. Des deux, le CEM-3 a une durabilité mécanique inférieure. L'industrie utilise le CEM-1 et le CEM-3 à la place du FR4 pour les cartes double face en raison de leur moindre coût.
Stratifiés recouverts de cuivre en papier époxy
Les stratifiés cuivrés en papier époxy utilisent de la résine époxy comme adhésif. Les propriétés mécaniques et électriques des stratifiés cuivrés en papier époxy sont légèrement meilleures que celles du FR1. Un exemple de stratifié cuivré en papier époxy est le FR3.
Stratifiés flexibles en polyimide recouverts de cuivre
Le polyimide est un polymère organique de haut poids moléculaire présentant une très haute résistance à la chaleur. L'industrie des PCB utilise largement le polyimide pour fabriquer des cartes de circuits imprimés flexibles en raison de sa flexibilité et de sa douceur. Les stratifiés flexibles cuivrés sont les substrats les plus populaires pour les PCB flexibles, les PCB flexibles et rigides et les substrats pour les emballages en ruban.
Les stratifiés flexibles en polyimide recouverts de cuivre sont fins, légers et flexibles. Ils se prêtent au pliage, au pliage et au sertissage, mais pas au pliage statique. Il est possible de les diviser en panneaux flexibles à trois couches avec adhésif et en panneaux flexibles à deux couches sans adhésif. Les stratifiés flexibles en polyimide recouverts de cuivre présentent une résistance aux températures élevées, une bonne stabilité dimensionnelle et une force de liaison plus élevée. Ils peuvent être minces pour une meilleure résistance au pliage.
Stratifiés plaqués de cuivre de tissu de fibre de verre de résine spéciale
La technologie avancée impose des exigences diverses et diversifiées aux fabricants de PCB. En conséquence, ils ont produit divers substrats stratifiés recouverts de cuivre avec de nombreux tissus de résine de verre spéciaux pour obtenir des propriétés diélectriques plus élevées et une plus grande résistance à la chaleur. La plupart des fabricants utilisent des résines qui présentent une résistance thermique élevée, une Tg élevée, une faible absorption d'eau, une faible perte diélectrique et une faible constante diélectrique.
Les stratifiés recouverts de cuivre en tissu de fibre de verre en résine spéciale sont une excellente solution pour les applications spéciales telles que les produits RF/micro-ondes. Toutefois, ces stratifiés sont coûteux.
Conclusion
Selon JH PCBA, les processus de conception, de fabrication et d'assemblage des PCB sont assez exigeants et précis. Pour construire la carte selon ses spécifications afin qu'elle fournisse les performances souhaitées, il faut fournir des données de conception précises au fabricant sous la forme d'une illustration finale précise.
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