Stratifié recouvert de cuivre Définition
Le stratifié recouvert de cuivre est un substrat recouvert d'une feuille de cuivre sur une ou deux faces, généralement fabriqué en laminant des matériaux tels que le tissu de fibre de verre, le papier ou le plastique avec une feuille de cuivre. Dans la fabrication des circuits imprimés, le stratifié recouvert de cuivre est généralement utilisé pour réaliser des connexions de circuits sur la carte afin de fournir un support électrique et mécanique. L'épaisseur et la qualité de la feuille de cuivre peuvent être personnalisées en fonction des exigences des différentes applications.
Lorsque l'on parle de stratifié recouvert de cuivre (CCL), on mentionne généralement aussi le circuit imprimé (PCB). Mais en fait, le CCL et le PCB sont deux choses différentes, bien qu'ils jouent tous deux un rôle important dans le processus de fabrication des PCB.
Un circuit imprimé est un matériau composite fabriqué en pressant plusieurs couches de stratifié recouvert de cuivre avec des matériaux isolants tels qu'un tissu de fibre de verre ou un film de polyimide. Les couches de feuilles de cuivre sont séparées par des matériaux isolants, et le composite est formé en les empilant et en les pressant ensemble à l'aide d'un certain processus de laminage à haute température et sous pression. Les circuits imprimés sont généralement utilisés pour fabriquer des circuits imprimés multicouches avec plus de couches de circuits et une plus grande densité de circuits.
Matériaux les plus utilisés
Les stratifiés sont fabriqués en durcissant sous pression et température des couches de tissu ou de papier avec une résine thermodurcissable pour former une pièce finale intégrale d'épaisseur uniforme. Les dimensions peuvent atteindre 1,2 m sur 2,4 m (4 pieds sur 8 pieds) en largeur et en longueur. Pour obtenir l'épaisseur finale et les caractéristiques diélectriques souhaitées, on utilise différents types de tissage (fils par pouce ou cm), d'épaisseur de tissu et de pourcentage de résine.
Les épaisseurs de stratifié standard disponibles sont énumérées dans la norme ANSI/IPC-D-275.
FR-2 : papier phénolique ou papier coton phénolique
Il s'agit d'un papier imprégné d'une résine phénol-formaldéhyde. Courant dans l'électronique grand public avec des cartes à une face. Les propriétés électriques sont inférieures à celles du FR-4. Mauvaise résistance à l'arc électrique. Généralement évalué à 105 °C.
FR-4 : tissu de fibre de verre imprégné d'une résine époxy.
Faible absorption d'eau (jusqu'à environ 0,15%), bonnes propriétés d'isolation et bonne résistance à l'arc. Très courant. Plusieurs qualités aux propriétés quelque peu différentes sont disponibles. Généralement évalué à 130 °C.
Panneau à âme en aluminium ou en métal ou substrat métallique isolé (IMS)
Il est normalement recouvert d'un diélectrique mince thermoconducteur - utilisé pour les pièces nécessitant un refroidissement important - interrupteurs de puissance, DEL. Il se compose généralement de circuits imprimés minces à simple, parfois double couche, basés par exemple sur du FR-4, laminés sur une feuille d'aluminium, généralement d'une épaisseur de 0,8, 1, 1,5, 2 ou 3 mm. Les laminés plus épais sont parfois accompagnés d'une métallisation en cuivre plus épaisse.
Substrats flexibles
Il peut s'agir d'une feuille de cuivre autonome ou d'une feuille laminée à un raidisseur mince, par exemple 50-130 µm.
Kapton ou UPILEX, une feuille de polyimide.
Cette forme est utilisée pour les circuits imprimés flexibles, ce qui est courant dans l'électronique grand public de petite taille ou pour les interconnexions flexibles. Résistant aux températures élevées.
Pyralux
Il s'agit d'une feuille composite de polyimide-fluoropolymère. La couche de cuivre peut se décoller pendant la soudure.
Matériaux moins souvent rencontrés :
Série ignifuge (FR)
- Le FR-1, comme le FR-2, est généralement spécifié à 105 °C, certains grades étant spécifiés à 130 °C. Peut être perforé à température ambiante. Semblable au carton. Mauvaise résistance à l'humidité. Faible résistance à l'arc électrique.
- FR-3, papier de coton imprégné d'époxy. Généralement, la température nominale est de 105 °C.
- FR-5, fibre de verre tissée et époxy, haute résistance à des températures plus élevées, généralement spécifiées jusqu'à 170 °C.
- FR-6, verre mat et polyester
Epoxy renforcé de fibres de verre
- G-10, verre tissé et époxy - résistance élevée à l'isolation, faible absorption d'humidité, très grande force d'adhérence. La température nominale est de 130 °C.
- G-11, verre tissé et époxy - haute résistance aux solvants, haute résistance à la flexion à des températures élevées, typiquement jusqu'à 170 °C.
Matériau composite époxy (CEM)
- CEM-1, papier coton et époxy
- CEM-2, papier coton et époxy
- CEM-3, verre non tissé et époxy
- CEM-4, verre tissé et époxy
- CEM-5, verre et polyester tissés
Polytétrafluoroéthylène (PTFE)
- PTFE ("Teflon") - coûteux, faible perte diélectrique, pour les applications à haute fréquence, très faible absorption d'humidité (0,01%), mécaniquement souple. Difficile à laminer, rarement utilisé dans les applications multicouches.
- PTFE, chargé de céramique - coûteux, faible perte diélectrique, pour les applications à haute fréquence. La variation du rapport céramique/PTFE permet d'ajuster la constante diélectrique et la dilatation thermique.
- RF-35, PTFE chargé de céramique renforcée de fibre de verre. Relativement moins coûteux, il présente de bonnes propriétés mécaniques et de bonnes propriétés à haute fréquence[16][17].
L'alumine, une céramique.
Durs, cassants, très chers, très performants, bonne conductivité thermique.
Polyimide
Il s'agit d'un polymère haute température. Cher, très performant. Absorption d'eau plus élevée (0,4%). Il peut être utilisé à des températures cryogéniques jusqu'à plus de 260 °C.