Bien entendu, le motif de la planche est en cuivre. Nous parlerons du cuivre utilisé pour les circuits imprimés.
Deux types de feuilles de cuivre sont utilisés pour le cuivre utilisé dans les substrats. L'un est une "feuille de cuivre électrolytique" utilisée pour planches rigides, et l'autre est une "feuille de cuivre enroulée" utilisée pour les cartes flexibles et à courant élevé.
Feuille de cuivre électrodéposée
La feuille de cuivre électrodéposée est fabriquée en énergisant un bain de sulfate de cuivre (Sn2SO4) et en transformant le cuivre déposé sur la cathode (acier inoxydable, etc.) en une feuille. La feuille de cuivre du côté cathode devient la surface du substrat, et l'autre côté est rendu rugueux par gravure douce et entre en contact avec le matériau de base.
Le but de la rugosité est d'améliorer l'adhérence au matériau de base. La résine elle-même adhère facilement à la résine époxy, mais lors de l'assemblage avec de la résine phénolique, elle n'a pas de propriétés adhésives, donc un adhésif est utilisé pour assembler. D'autre part, la feuille de cuivre laminée est fabriquée en chauffant un lingot d'une pureté de 99.9% ou plus, puis en le laminant.
Feuille de cuivre électrolytique
Une feuille de cuivre électrolytique est utilisée pour les panneaux rigides ordinaires, et une feuille de cuivre enroulée est utilisée pour les panneaux flexibles et les feuilles de cuivre dépassant 3 onces.
Étant donné que la résine et le métal sont collés ensemble, il faut se demander s'il est fermement attaché. La norme prescrit la méthode d'essai pour la résistance au pelage de la force de liaison entre la résine et la feuille de cuivre. Il stipule que le test doit être effectué à température ambiante, après soudure et pendant le chauffage. Voir la norme JIS pour plus de détails.
Récemment, il y a eu des cas dans lesquels des matériaux de base fabriqués à l'étranger ont été utilisés. Pourtant, dans certains cas, la force d'adhérence entre le cuivre et le matériau de base et diverses autres propriétés sont inférieures aux propriétés domestiques.
Le matériau est en effet bon marché, mais si vous l'utilisez, veuillez prêter attention aux caractéristiques et aux données de fiabilité du substrat. Il peut être répertorié dans le catalogue des matériaux, il est donc judicieux de le vérifier.
L'épaisseur de la feuille de cuivre
L'épaisseur de la feuille de cuivre est principalement de 18 um, 35 um et 70 um. 18um est souvent utilisé pour les cartes double face plaquées de cuivre dans la fabrication de cartes brutes, la couche de surface des cartes multicouches, etc., et 35um est utilisé pour les cartes simple face qui ne sont pas plaquées, les couches internes des cartes multicouches et les motifs avec des valeurs de courant élevées.
70um est beaucoup utilisé. De plus, les minces tels que 12 um (9 um) sont utilisés pour les modèles à ultra-haute densité tels que les panneaux d'accumulation et les épais tels que 105 um sont utilisés pour les modèles à courant élevé.
Une feuille de cuivre plus épaisse est également utilisée pour les cartes avec des courants importants. Un pi2 de feuille de cuivre de 35 um d'épaisseur pèse 1 once (305 g), nous appelons donc une feuille de cuivre de 35 um de 1 once de cuivre. 18umμ est 1/2 once, 70umμ est 2 onces. Récemment, le prix du cuivre a grimpé en flèche et le prix du substrat semble rebondir.
Dans le passé, le matériau 70um était souvent utilisé pour l'alimentation électrique et GND (couche interne) des cartes multicouches, mais récemment, le matériau 35um est également devenu assez fréquemment utilisé.
Conseil de réduction des coûts
J'ai mentionné les données d'évaluation de la fiabilité du "substrat" dans une autre colonne l'autre jour, mais qu'en est-il de la fiabilité du "matériau de base" ? Comme je l'ai mentionné dans la section précédente, même si la méthode de fabrication du matériau de base est la même, les performances diffèrent selon la société de fabrication.
Par exemple, avec l'augmentation des besoins en substrats résistants à la chaleur élevée, des matériaux FR-4, qui sont moins chers que les substrats en résine BT conventionnels et ont une Tg (température de transition vitreuse) élevée, ont été développés et les entreprises de matériaux de base travaillent pour se différencier.
1. Matériau de base, stratifié cuivré
Le Copper Clad Laminate, ou CCL (Copper Clad Laminate), est un matériau de base pour la fabrication de cartes de circuits imprimés. Les stratifiés cuivrés sont fabriqués en imprégnant du tissu de verre (tissu de verre) tissé avec de la fibre de verre hautement isolante avec de la résine. Après cela, une feuille de résine en forme de plaque est fabriquée par traitement thermique et une feuille de cuivre est placée sur le dessus et le dessous de celle-ci, et elle est complétée par chauffage et pressage avec une presse.
L'extensibilité, la résistance, la résistance à la chaleur et la faible constante diélectrique du tissu de verre varient en fonction de la composition et du tissage du verre et de la composition et de la quantité de résine imprégnée. Par conséquent, ce stratifié cuivré est le plus important pour les caractéristiques des cartes de circuits imprimés.
Les stratifiés cuivrés peu coûteux utilisent généralement un tissu de verre et une résine très polyvalents. Il faut choisir du tissu et de la résine.
Les stratifiés cuivrés ne sont pas fabriqués par des fabricants de substrats mais sont achetés auprès de fabricants de matériaux chimiques spécialisés dans la fabrication de stratifiés cuivrés.
2. Matériau en résine semi-polymérisée, préimprégné
Bien qu'il ne soit pas nécessaire pour un panneau double face, un matériau isolant appelé préimprégné (PP) est requis pour un panneau multicouche à quatre couches ou plus.
Ce préimprégné est une feuille de résine fabriquée en imprégnant un tissu de verre avec de la résine et en le durcissant à un état semi-durci. Lors de la fabrication d'un panneau multicouche, si la chaleur et la pression sont appliquées à un stratifié cuivré avec des préimprégnés empilés sur le dessus et le bas du stratifié cuivré et ensuite pris en sandwich entre des feuilles de cuivre, la résine semi-durcie du préimprégné fondra à nouveau et devenir adhésif.
Comme pour les stratifiés cuivrés, la composition et le tissage du tissu de verre et la composition et la quantité de mélange de la résine imprégnée affectent l'extensibilité, la résistance, la résistance à la chaleur et la faible constante diélectrique du préimprégné. Il est nécessaire de sélectionner le type avec la carte et de régler
Les fabricants de circuits imprimés décrivent Prepreg comme PP et souvent abrégé en "Puri".
3. Une feuille de cuivre est requise pour les modèles de circuit
Le motif de circuit de la carte de circuit imprimé (couche conductrice) qui conduit l'électricité est constitué d'une feuille de cuivre. La feuille de cuivre ressemble à la version cuivre de la feuille d'aluminium et est constituée d'une feuille de cuivre électrolytique d'une pureté de 99.8% ou plus obtenue par électrolyse.
Un côté de la feuille de cuivre fabriquée par électrolyse est traité en surface pour améliorer l'adhérence avec la résine. La surface traitée est rugueuse avec de fines irrégularités, et ces fines irrégularités améliorent l'adhérence au préimprégné.
La feuille de cuivre utilisée pour les substrats a différentes épaisseurs en fonction de l'application. Par exemple, une feuille de cuivre de 35 µm d'épaisseur est utilisée pour les circuits analogiques avec un courant admissible relativement élevé, et une feuille de cuivre de 18 µm d'épaisseur est utilisée pour les circuits numériques. Des feuilles de cuivre encore plus minces ont été utilisées dans les circuits numériques récents.
4. Encre résistante à la soudure qui protège la surface
L'encre résistante à la soudure est une encre isolante qui protège la surface des cartes de circuits imprimés. La soudure est une soudure et résiste tolérante, et elle empêche la soudure d'adhérer à des zones autres que la zone de montage lors du montage de pièces sur une carte de circuit imprimé. Il protège également en permanence les schémas de circuit sur la carte de l'humidité, de la chaleur et de la poussière et maintient l'isolation.
L'encre résistante à la soudure est une encre qui réagit à la lumière et semi-durcit et est finalement durcie par traitement thermique. Contrairement à l'encre normale, elle réagit à la lumière et à la chaleur, elle doit donc être manipulée avec précaution.
En plus de la couleur, des caractéristiques telles qu'une résistance élevée à la chaleur, un support de microfabrication, un support de flexibilité, etc., varient en fonction de la différence des matériaux chimiques contenus dans l'encre. Par conséquent, des encres résistantes à la soudure avec des caractéristiques complètement différentes sont utilisées pour les substrats des automobiles et des smartphones.
5. Résumé
Les matériaux de base pour cartes de circuits imprimés sont les quatre types ci-dessus, mais il est nécessaire de sélectionner le type approprié en fonction des caractéristiques requises pour la carte. Il existe des dizaines de fabricants de stratifiés cuivrés et chaque entreprise propose des dizaines de gammes de produits. Il existe une infinité de combinaisons, il serait donc judicieux de consulter le fabricant de la carte et de décider.
