Une introduction complète aux stratifiés cuivre-cladés

Qu’est-ce qu’un stratifié cuivre (Copper Clad Laminate) ?

Le stratifié cuivre, abrégé en CCL, est un type de matériau de base pour les circuits imprimés (PCB). Avec la fibre de verre ou le papier à base de pâte de bois comme matériau de renforcement, une plaque cuivrée est un type de produit obtenu par stratification, avec un placage de cuivre sur une ou deux faces du matériau de renforcement après imprégnation de résine.

Comment les CCL sont-elles classées ?

Selon différents critères de classification, les CCL peuvent être classés en diverses catégories :

• En fonction de la rigidité mécanique du CCL, nous avons des CCL rigides (FR-4, CEM-1, etc.) et des CCL flexibles. Les PCB rigides utilisent des CCL rigides tandis que les PCB flex utilisent des CCL flexibles (les PCB flex-rigides utilisent à la fois des CCL rigides et des CCL flexibles).
• En fonction des matériaux et des structures d’isolation, nous avons des CCL en résine organique (FR-4, CEM-3, etc.), des CCL à base métallique, des CCL à base céramique, etc.
• En fonction de l’épaisseur du CCL, nous avons le CCL d’épaisseur standard et le CCL mince. Le premier nécessite une épaisseur d’au moins 0,5 mm, tandis que le second peut être inférieur à 0,5 mm. L’épaisseur du cuivre laminé est exclue de l’épaisseur du CCL.
• En fonction des types de matériaux de renforcement, nous avons des CCL à base de tissu de fibre de verre (FR-4, FR-5), des CCL à base de papier (XPC) et des CCL composites (CEM-1, CEM-3).
• En fonction de la résine d’isolation appliquée, nous avons des CCL en résine époxy (FR-4, CEM-3) et des CCL phénoliques (FR-1, XPC).

Qu’est-ce qui fait un excellent CCL ?

Les CCL ne donnent de bons résultats que lorsqu’ils répondent aux exigences de performance dans les aspects suivants :

• Apparence. Des défauts peuvent apparaître sur la feuille de cuivre en raison d’éléments imprévus dans le processus de fabrication, tels que bosses, rayures, points de résine, plis, trous d’épingle, bulles, etc. Tous ces problèmes entraîneront inévitablement de faibles performances du CCL puis du PCB. Par conséquent, un excellent CCL doit présenter une surface plane et lisse.

• Taille. Étant donné que les CCL sont le matériau de base deCartes PCBils doivent être conformes aux exigences de dimensions correspondant aux circuits imprimés (PCB). Les paramètres concernant la taille des CCL comprennent la longueur, la largeur, la déviation de la diagonale et le gauchissement, dont chacun doit satisfaire à des exigences spécifiques.

• Performances électriques. Il s’agit d’une mission essentielle pour un PCB, de sorte que tout aspect affectant ses performances électriques doit être soigneusement conçu, y compris la constante diélectrique (Dk), le facteur de dissipation diélectrique (Df), la résistance volumique, la résistance de surface, la résistance d’isolement, la résistance à l’arc, la tension de claquage diélectrique, la rigidité diélectrique, l’indice de résistance au cheminement (CTI), etc.

• Performance physique. Les paramètres concernant les performances physiques d’un CCL incluent la stabilité dimensionnelle, la résistance au pelage (PS), la résistance à la flexion, la résistance à la chaleur (y compris la contrainte thermique, Td, T260, T288, T300), la qualité de poinçonnage, etc.

• Performance chimiqueLes performances chimiques d’un CCL doivent répondre aux exigences en matière d’inflammabilité, de résistance aux réactifs chimiques, de Tg, de coefficient de dilatation thermique selon l’axe Z (Z-CTE), de stabilité dimensionnelle, etc.

• Performance environnementaleIl doit répondre aux exigences en termes d’absorption d’eau, etc.

Le jugement de la qualité CCL doit être effectué par les fabricants de circuits imprimés. PrenezPCBCartpar exemple, il applique la norme de fabrication IPC-4101C et utilise l’IPC-TM-650 pour les tests des CCL. En conséquence, de telles mesures permettent aux CCL d’être des substrats qualifiés pour les PCB.

Qu’est-ce que le préimprégné ?

Le préimprégné, le matériau de renforcement à l’intérieur d’un CCL, est fabriqué à partir de fibre de verre après cuisson. Il est également appelé feuille de liaison par certains et est composé de résine époxy, de tissu de fibre de verre, de DMF, de 2MI, d’acétone, etc.

• Classification des préimprégnés. Le préimprégné peut être classé en de nombreuses catégories selon différents critères de classification :
1). Basé sur le tissu en fibre de verre : 106, 1080, 2112, 2116, 1500, 7628 ;
2). En fonction de la résine appliquée et de ses performances : POLYCLAD Turbo 254/226, ISOLA FR402/FR406, ITEQ IT180, Sheng Yi S1141-140/170 ;

Le tableau suivant présente les capacités partielles de fabrication de PCBCart en termes de préimprégné. Pour plus d’informations détaillées, veuillez nous contacter à[email protected].

• Classification de la résine
1) Résine phénolique
2) Résine époxy
3) Résine de polyimide
4) Résine de polytétrafluoroéthylène (PTFE ou résine TEFLON)
5) Triazine de bismaléimide (BT)

• Attributs de la fibre de verrepeut être résumé dans les aspects suivants :
1) Haute intensité
2) Résistance à la chaleur et au feu
3) Résistance à l’humidité
4) Excellente capacité d’isolation

• Aspects influençant la qualité du préimprégné. Un préimprégné de haute qualité conduit à des CCL de haute qualité, puis à des PCB. Par conséquent, PCBCart accorde une grande attention aux tests et au contrôle de la qualité du préimprégné, qui sont effectués en termes de teneur en résine, temps de gélification, fluidité de la résine, teneur en volatils et cristallisation de la dicyandiamide.

• Sélectionner le préimprégné en fonction du coûtEn ce qui concerne le coût du préimprégné, la toile en fibre de verre représente la majeure partie du coût élevé. D’une manière générale, le coût du préimprégné est directement lié à l’épaisseur de la toile en fibre de verre. Plus le préimprégné est fin, plus son coût est élevé. De plus, le préimprégné 2112 est plus cher que le préimprégné 1080, car le premier est rarement utilisé.

Qu’est-ce que la feuille de cuivre ?

La feuille de cuivre peut être résumée dans le tableau suivant en fonction de la technologie et de la classe.

Selon leurs performances, les feuilles de cuivre peuvent être classées en feuille de cuivre standard, utilisée pour les cartes FR-4 et à base de papier, en HTE, utilisée pour les circuits imprimés multicouches afin de résoudre le problème de l’anneau fendu, et en feuille de cuivre à faible rugosité (LP), également utilisée pour les circuits imprimés multicouches.

Nouvelle tendance du CCL

Afin de se conformer aux réglementations RoHS (Restriction of Hazardous Substances), des exigences plus élevées sont imposées aux CCL en termes de résistance à la chaleur et de fiabilité. Des modifications sont mises en œuvre selon les deux aspects suivants :

• CCL sans halogèneIl s’agit de CCL dont la teneur en chlore (Cl) et en brome (Br) est contrôlée à moins de 900 ppm, tandis que leur teneur totale ne dépasse pas 1500 ppm. La comparaison des performances entre les CCL sans halogène et les CCL FR-4 ordinaires est résumée dans le tableau suivant.

• CCL sans plomb. Il s’agit de circuits imprimés plaqués cuivre dont le montage en surface est réalisé sans utilisation de soudure sans plomb. La principale résine des CCL sans plomb est la résine époxy bromée. Conformément aux réglementations RoHS, six substances telles que le PBB et le PBDE ne sont plus utilisées dans les CCL. Comparés au système de réticulation DICY (avec la dicyandiamide comme agent de réticulation) appliqué dans les CCL FR-4 ordinaires, les CCL sans plomb utilisent le système de réticulation PN (avec la résine phénol-formaldéhyde comme agent de réticulation).

Les normes en termes de résistance au pelage pour les CCL sans halogène et les CCL sans plomb ont été acceptées par les industries des PCB et des CCL.

Grâce à plus de deux décennies d’efforts et d’expérience, PCBCart joue un rôle actif dans la prospérité de ce secteur. Certifiée ISO 9001, UL et RoHS, l’entreprise est pleinement capable de fournircircuits imprimés de haute qualité et respectueux de l’environnementavec le type correspondant de circuits imprimés à revêtement cuivre à des prix compétitifs.

Des CCL de bonne qualité garantissent de bonnes performances des PCB grâce au respect des normes en matière d’apparence, de dimensions ainsi que de propriétés électriques, physiques et chimiques. Le préimprégné, principal matériau des CCL, est à l’origine de la qualité des CCL. En tant que l’un des principaux fabricants mondiaux de PCB, PCBCart fournit d’excellents PCB respectueux de l’environnement. Pour des solutions PCB supérieures, collaborez avec PCBCart. Demandez dès aujourd’hui votre devis gratuit !

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Ressources utiles
•Introduction aux matériaux de PCB
•5 « Quoi » à propos des stratifiés cuivre FR-4
•Quel type de matériau de substrat de PCB convient à votre PCB ? Première partie