5 « Whats » à propos des stratifiés plaqués cuivre FR-4

Qu’est-ce qu’un stratifié cuivre FR-4 (CCL) ?

Parmi les produits de CCL à base de tissu de fibre de verre, le CCL FR-4 désigne un type de CCL ignifuge utilisant le tissu de fibre de verre comme matériau de substrat et une résine époxy bromée ou une résine époxy modifiée comme adhésif.

Les trous traversants dans le substrat peuvent être métallisés, également appelés trous métallisés, de sorte que la conductivité du circuit puisse être réalisée entre les couches dans les circuits imprimés double face ou multicouches, grâce aux caractéristiques des CCL à base de tissu de fibre de verre, notamment une résistance mécanique élevée, une excellente résistance thermique et de hautes propriétés diélectriques. Ces dernières années, on a constaté une exigence accrue en matière de résistance thermique pour les substrats avec la mise à jour et la montée en gamme des produits électroniques, de sorte que certains produits de CCL à base de papier ont été progressivement remplacés par des CCL à base de fibre de verre. Par conséquent, les CCL à base de fibre de verre FR-4 sont devenus la catégorie présentant l’utilisation et la quantité les plus importantes parmi tous les produits à base de CCL.

Quelles sont les caractéristiques du CCL FR-4 ?

Les produits basés sur le CCL FR-4 ont connu une utilisation massive et représentent la plus grande quantité parmi tous les CCL à base de tissu de fibre de verre en raison de leurs avantages :
• Fabricabilité des circuits imprimés ;
• Fabricabilité CCL ;
• Excellente isolabilité électrique ; • Retardance à la flamme ; • Source abondante ;

Quels sont les produits à base de CCL FR-4 ?

Jusqu’à présent, différents produits basés sur le CCL FR-4 ont été générés et développés en raison de différents niveaux de performance, et les catégories sont en cours de génération et de développement progressifs. Les principaux produits basés sur le CCL FR-4 sont présentés dans le contenu ci-dessous :
•FR-4 standard: tissu de fibre de verre ignifuge comme matériau de substrat, résine époxy bromée ignifuge comme adhésif.
•FR-4 Tg moyen: substrat en tissu de fibre de verre ignifuge comme matériau de base, résine époxy bromée à excellente résistance au feu comme adhésif.
•FR-4 à haute Tg: tissu de fibre de verre ignifuge comme matériau de substrat, résine époxy bromée à meilleure résistance au feu comme adhésif.
•Brasage sans plomb FR-4: substrat en tissu de fibre de verre ignifuge comme matériau de base et résine époxy bromée à excellente résistance au feu comme adhésif. En raison de la température de soudure élevée de la brasure sans plomb, des exigences bien plus strictes doivent être satisfaites en matière de décomposition thermique du substrat.
•FR-4 sans halogène: tissu de fibre de verre ignifuge comme matériau de substrat, résine époxy phosphatée et nitrurée ignifuge comme adhésif.
•FR-4 sans halogène à Tg moyenne (Tg 150 °C): tissu de fibre de verre ignifuge comme matériau de substrat, résine époxy phosphatée et nitrurée avec une excellente résistance au feu comme adhésif.
•FR-4 sans halogène à haute Tg (Tg 170 °C): substrat en tissu de fibre de verre ignifuge comme matériau de base, résine époxy phosphatée nitrurée à meilleure résistance au feu comme adhésif.
•FR-4 CCL à haute performance: substrat en fibre de verre ignifuge ou non ignifuge. Ce type de CCL présente une résistance thermique élevée et des caractéristiques spécifiques, utilisant un tissu en fibre de verre comme matériau de substrat et une résine époxy modifiée à résistance thermique extrêmement élevée, une résine triazine/bismaléimide, une résine polyimide, une résine PPE, une résine diphényléther, une résine cyanate ester ou une résine polytétrafluoroéthylène comme adhésif.
•Préimprégné: Lorsque le matériau de substrat en tissu de fibre de verre est immergé dans une résine adhésive puis séché jusqu’au niveau B, on obtient un préimprégné. Il a deux fonctions : l’une consiste à être utilisé pour la fabrication de CCL, et l’autre à servir de matériau adhésif de couche interne dans la fabrication de circuits imprimés multicouches. Bien qu’il ne s’agisse pas d’un type de CCL, il bénéficie d’un volume de ventes important.
• De plus, il existe des cartes FR-4 à module élevé, des cartes FR-4 à faible coefficient de dilatation thermique, des cartes FR-4 à faible constante diélectrique, des cartes FR-4 à CTI élevé, des cartes FR-4 à CAF élevé et des cartes FR-4 à haute conductivité thermique pour LED.

Quel est le processus de production des CCL FR-4 ?

Les méthodes de fabrication des CCL peuvent être classées en deux catégories : la fabrication discontinue et la fabrication continue, cette dernière étant elle-même subdivisée en fabrication continue par procédé de stratification et fabrication continue allant du collage à la stratification. Jusqu’à présent, la fabrication discontinue représente la majorité des méthodes de fabrication.

•Fabrication discontinue de CCL FR-4

La figure 1 montre la procédure de fabrication discontinue des CCL FR-4. Chaque étape de la procédure est réalisée de manière discontinue.

•Fabrication continue de CCL FR-4

Étant donné que la fabrication discontinue de CCL FR-4 présente un inconvénient majeur, à savoir une faible efficacité de production et une grande consommation de matériaux, la fabrication continue a été étudiée depuis longtemps et de nouveaux développements ont été réalisés. La fabrication continue de panneaux rigides se divise en deux méthodes de production : l’empilage continu de CCL et la fabrication continue allant du collage par adhésif jusqu’à l’empilage.

1). Fabrication en empilement continu de CCL FR-4

Ce type de fabrication est mis en œuvre grâce au travail des laminoirs. La fabrication par empilage continu convient relativement bien à la production de CCL minces, car les produits minces présentent une excellente conductivité thermique, ce qui permet de réduire le temps d’empilage. Comme le temps de passage des produits dans les laminoirs est relativement court, tous les paramètres technologiques des préimprégnés à empiler sont différents de ceux des préimprégnés ordinaires. Une modification est indispensable pour chaque élément de la technologie des préimprégnés et de la composition en résine.

2). Fabrication continue par collage et empilage de CCL rigides

La fabrication par empilement continu mentionnée ci-dessus ne s’applique qu’à l’étape d’empilement de l’ensemble de la procédure. Ce type de fabrication est disponible pour chaque exécution de l’ensemble de la procédure à partir du collage au ciment.

Quel est le premier élément d’une fabrication exceptionnelle de CCL FR-4 ?

La fabrication exceptionnelle de CCL en FR-4 provient d’un ingrédient de résine aux proportions raisonnables, qui constitue le préalable à d’excellents produits CCL et produits électroniques. Pour les fabricants de CCL, les exigences concernant l’ingrédient de résine restent inchangées après la détermination des modèles de produits.

L’ingrédient traditionnel en résine est présenté dans le tableau suivant :

Dans cet ingrédient, le ratio signifie que toutes les données situées dans la plage sont utilisées par les fabricants. Les différences en termes de ratio de distribution de chaque groupe entraînent des différenciations en matière de procédé et de produits. Par conséquent, il est nécessaire de tester l’ingrédient avant la fabrication afin d’obtenir l’ingrédient le plus adapté et le plus raisonnable. Les clés d’un ingrédient de résine réussi incluent la résine époxy, l’agent de durcissement, le modèle et la quantité d’accélérant.

Cet ingrédient de résine convient à la fois aux CCL FR-4 et aux stratifiés FR-4. Les premiers bénéficient d’un degré de liberté relativement large en termes de composition de résine et de procédé de fabrication, car il n’y a pas d’exigence concernant la résistance au pelage du cuivre ni la qualité des cloques du cuivre.

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Ressources utiles
•Une introduction complète au stratifié cuivre-clad
•Introduction au matériau PCB
•Quel type de matériau de substrat de PCB convient à votre PCB ? Première partie