Il existe des types spécifiques de cartes PCB

Quels sont les types spécifiques de cartes PCB ?

Selon le niveau scolaire, du bas au haut, réparti comme suit :

94HB-94VO-22F-CIM-1-CIM-3-FR-4

Les détails sont les suivants :

94HB : carton ordinaire, non ignifuge (le matériau de la plus basse qualité, le poinçonnage, ne peut pas être utilisé comme carte d'alimentation) ;

94V0 : carton ignifuge (poinçonnage);

22F : panneau de fibres de verre semi-verre simple face (poinçonnage);

Cim-1 : panneau de fibre de verre unique (doit être percé par ordinateur, ne peut pas être poinçonné);

Cim-3 : Panneau de fibre de verre demi-verre double face (en plus du carton double face, c'est l'extrémité la plus basse du matériau à double panneau, un double panneau simple peut utiliser ce matériau, que le FR-4 sera moins cher de 5 à 10 yuans/mètre carré );

FR-4 : Panneau en fibre de verre double face : le circuit imprimé doit être résistant aux flammes, ne peut pas brûler à une certaine température, ne peut que ramollir. À ce stade, le point de température est appelé température de transition vitreuse (point Tg), et cette valeur est liée à la stabilité de la taille de la carte PCB.

①À l'heure actuelle, les normes nationales chinoises pour la classification des matériaux de substrat des circuits imprimés sont : GB／T4721—47221992 et GB4723—4725—1992. La norme des plaques d'aluminium plaquées de cuivre à Taiwan en Chine est la norme CNS.

② Les principales normes des autres normes nationales sont : les normes JIS au Japon, les normes ASTM, NEMA, MIL, IPc, ANSI, UL aux États-Unis, les normes Bs au Royaume-Uni, les normes DIN, VDE en Allemagne, les normes NFC et UTE en Allemagne. France, normes CSA au Canada et normes AS en Australie. La norme FOCT de l'ex-Union soviétique, la norme internationale CEI, etc.

Selon les matériaux de renforcement des cartes PCB, ils sont généralement divisés dans les catégories suivantes :

1, substrat de papier phénolique PCB

Parce que ce panneau PCB est composé de pâte de bois, etc., il est parfois également devenu du carton, du panneau V0, du panneau ignifuge et 94HB, etc. Son matériau principal est du papier fibre de pâte de bois, pressurisé par une résine phénolique et synthétisé une carte PCB .

Ce substrat en papier se caractérise par l'absence de feu, peut être perforé, un faible coût, un prix bon marché et une densité relativement faible. Substrat de papier phénolique, nous voyons souvent XPC, FR-1, FR-2, FE-3 et ainsi de suite. Et 94V0 appartient au carton ignifuge et est ignifuge.

2, substrat composite PCB

Cela devient également un panneau de poudre, avec du papier de fibre de pâte de bois ou du papier de fibre de pâte de coton comme matériau de renforcement, tandis que complété par un tissu de fibre de verre comme matériau de renforcement de surface, les deux matériaux sont constitués de résine époxy ignifuge. Il existe des plaques de fibre de verre semi-verre simple face 22F, CIM-1 et des plaques de fibre de verre semi-verre double face CIM-3, parmi lesquelles CIM-1 et CIM-3 sont actuellement les plaques plaquées de cuivre à base composite les plus courantes.

3, substrat PCB en fibre de verre

Parfois, il est également connu sous le nom de panneau époxy, panneau de fibre de verre, FR4, panneau de fibres, etc., qui utilise de la résine époxy comme liant et un tissu en fibre de verre comme matériau de renforcement. Ce circuit imprimé a une température de fonctionnement élevée, est peu affecté par l'environnement et est souvent utilisé dans les PCB double face, mais le prix est plus cher que le substrat PCB composite et l'épaisseur commune est de 1,6 mm. Le substrat convient à diverses cartes d'alimentation, circuits imprimés de grande hauteur et est largement utilisé dans les ordinateurs et les équipements périphériques, les équipements de communication, etc.

4. Autres substrats

En plus des trois généralement vus ci-dessus, il existe également des substrats métalliques et des panneaux multicouches laminés (BUM).

1. Substrat : Le substrat du circuit imprimé fait référence au matériau utilisé dans la partie non conductrice du circuit imprimé, principalement un tissu en fibre de verre, une résine époxy, un polyimide, etc. Parmi eux, le tissu en fibre de verre est largement utilisé dans la fabrication de panneaux doubles et de panneaux multicouches, tandis que la résine époxy et le polyimide sont utilisés dans la fabrication de panneaux multicouches haute densité.

2. Feuille de cuivre : La feuille de cuivre est le matériau utilisé dans la partie conductrice de la carte PCB. Il est traité par des procédés tels que le cuivrage autocatalytique ou le pressage mécanique du cuivre, et traité chimiquement en surface pour améliorer sa soudabilité et sa résistance à la corrosion. L'épaisseur de la feuille de cuivre est généralement de 0,5 oz à 6 oz (1 oz = 1,4 mil), et différents épaisseurs conviennent à différents types de conceptions de circuits imprimés.

3. Durcisseur : Le durcisseur est le matériau clé pour le durcissement de la résine époxy dans les circuits imprimés. Il forme une structure de réseau 3D en réagissant avec la résine époxy, de sorte que la carte PCB présente de bonnes propriétés mécaniques et une résistance aux températures élevées.

4. Encre résistante à la soudure : l'encre résistante à la soudure est un matériau enduit sur la surface de la carte PCB pour protéger les zones de la carte qui n'ont pas besoin d'être soudées. Il peut améliorer les performances d'isolation et la résistance à la corrosion de la carte PCB, tout en réduisant les problèmes tels que les courts-circuits et les fuites.

5. Encre d'impression : L'encre d'imprimerie est un matériau utilisé pour imprimer des motifs de circuits sur la surface de la carte PCB. Il est généralement traité à l'aide d'une technologie de durcissement par lumière UV et appliqué sur la surface du substrat par sérigraphie ou pulvérisation.

Introduction à la qualité des cartes PCB

Les cartes de circuits imprimés sont des composants importants des appareils électriques ou électroniques fabriqués à partir d'un substrat en feuille de cuivre (stratifié recouvert de cuivre) comme matière première. Les opérateurs en aval impliqués dans les cartes de circuits imprimés doivent donc avoir une compréhension du substrat : quels types de substrats sont disponibles, comment ils sont fabriqués et quels produits y sont utilisés. Ils présentent chacun des avantages et des inconvénients, ce qui vous permet de choisir le substrat approprié. Le tableau 3.1 répertorie brièvement les applications des différents substrats. L'industrie des substrats est une industrie de base des matériaux. Il s'agit d'un matériau composite composé d'une couche diélectrique (résine de résine, fibre de verre) et d'un conducteur de haute pureté (feuille de cuivre), et la théorie et la pratique impliquées ne sont pas inférieures à la production de le circuit imprimé lui-même. Ce qui suit est une discussion simple de ces deux composants principaux.

À l'heure actuelle, de nombreux types de résine sont utilisés dans les circuits imprimés, tels que la résine phénolique (phonétique), la résine époxy, la résine polyimide (Polyamide) Pce), le polytétrafluoréthylène (PTFE ou TEFLON), le bismaléimide triazine (BT) et d'autres résines thermodurcies. Résine plastique).

La résine phénolique

Il s’agit du premier polymère développé et commercialisé avec succès. Il s'agit d'un matériau synthétique composé de deux produits chimiques peu coûteux, le phénol liquide et le formaldéhyde liquide (communément appelé formol), qui subissent une réaction continue de réticulation dans des conditions catalytiques acides ou alcalines et durcissent en un solide. Sa formule chimique de réaction est illustrée à la figure 3.1. En 1910, une entreprise appelée Bakelite a ajouté de la fibre de toile pour fabriquer un matériau dur, solide, isolant et de bonne qualité appelé Bakélite, communément appelé panneau de liège ou panneau d'urée. La NEMA-Nationl Electrical Manufacturers Association (NEMA-Nationl Electrical Manufacturers Association) utilise différentes combinaisons avec différents codes de numérotation pour une utilisation industrielle. Désormais, les produits à base de résine phénolique sont répertoriés dans le tableau NEMA pour la classification et le code des panneaux de résine phénolique.

Le premier « X » dans le substrat papier est destiné à un usage mécanique et le second « X » est destiné à un usage électrique. Le troisième « X » indique les endroits où les ondes radio et une humidité élevée sont disponibles. 'P' signifie que la chaleur est nécessaire pour perforer le panneau, sinon le matériau se brisera, 'C' signifie qu'il peut être poinçonné à froid, et 'FR' signifie que la résine ajoute des substances ininflammables pour le rendre le substrat ignifuge ou ignifuge.

Les cartons les plus vendus sont XXXPC et FR-2. Le premier peut être transformé en un type à une température supérieure à 25 ℃ et une épaisseur inférieure à 0,062IN. Cette dernière combinaison est exactement la même que précédemment, mais du trioxyde d'antimoine est ajouté à la résine pour augmenter son inflammabilité. Voici quelques-uns des supports papier les plus couramment utilisés et leurs utilisations particulières :

Le substrat papier est souvent utilisé

un. Qualité XPC : généralement utilisé en basse tension, le faible courant ne provoquera pas d'incendie de produits électroniques grand public, tels que les jouets, les radios portables, les téléphones, les calculatrices, les télécommandes et les horloges, etc. UL94 requiert uniquement le grade ignifuge HB pour le grade XPC.

b. Qualité FR-1 : la résistance électrique et aux flammes est meilleure que la qualité XPC, largement utilisée dans les appareils électriques avec un courant et une tension légèrement plus élevés que la qualité XPC, tels que les téléviseurs couleur, les moniteurs, les magnétoscopes, les chaînes stéréo, les machines à laver et les aspirateurs, etc. UL94 exige des qualités différentes de résistance aux flammes FR-1 V-0, V-1 et V-2, mais comme la différence de prix entre les trois qualités n'est pas grande et pour des raisons de sécurité, l'industrie électrique utilise presque toutes des plaques de qualité V-0. .

c. Qualité FR-2 : Par rapport au FR-1, à l'exception d'exigences de performances électriques légèrement plus élevées, les autres propriétés physiques ne sont pas spéciales, ces dernières années, dans les efforts de l'industrie des substrats papier pour améliorer la technologie FR-1, FR-1 et FR-2. la frontière naturelle s'est progressivement estompée, la feuille de qualité FR-2 pourrait être FR-1 dans un avenir proche sous des facteurs de prix élevés À remplacer.

Autres utilisations spéciales :

un. Substrat en papier pour trous traversants cuivrés

L'objectif principal est de prévoir le remplacement de certaines plaques FR-4 ayant de faibles exigences en matière de propriétés physiques afin de réduire le coût des PCB.

b. Substrat papier pour perforation argent

À l'heure actuelle, la pièce de rechange la plus populaire en termes de propriétés physiques n'est pas très élevée FR-4 en tant que plaque à trous traversants, c'est-à-dire qu'un trou en argent avec une carte de circuit imprimé à substrat de papier des deux côtés de la ligne peut être directement imprimer la pâte d'argent sur la paroi du trou, par durcissement à haute température, c'est-à-dire devenir un corps traversant, contrairement au placage de cuivre à plaque FR-4 général à travers les trous, il faut passer par l'activation, le cuivre chimique, le placage de cuivre, l'étain et d'autres procédures compliquées.

Qualité du substrat

1) Stabilité dimensionnelle :

En plus de prêter attention aux axes X, Y (direction des fibres et direction transversale), faites plus attention à l'axe Z (direction de l'épaisseur de la plaque), en raison de la dilatation thermique, de la contraction à froid et des facteurs de réduction de la chaleur, il est facile de provoquer la rupture de le conducteur de colle argentée.

2) Absorption électrique et d'eau : de nombreux isolants dans l'état d'absorption d'humidité, réduisent l'isolation, de manière à fournir au métal le phénomène de changement de puissance de tendance de différence de potentiel, FR-4 en termes de sécurité dimensionnelle, d'absorption électrique et d'eau sont meilleurs que FR- 1 et XPC, donc la production de circuits imprimés perforés en argent, pour choisir un substrat papier spécial FR-1 et XPC. Le conseil d'administration.

Matériau conducteur

1) Matériau conducteur La conduction du circuit imprimé perforé à l'encre d'argent et de carbone est l'utilisation de particules d'argent et de graphite incorporées dans le corps du polymère, par le contact des particules pour conduire l'électricité, et du cuivre plaqué à travers la carte de circuit imprimé, par le cuivre lui-même. un cristal cohérent et produit une conductivité très douce.

2) Ductilité :

Le cuivre plaqué à travers le trou est un cristal continu, a une très bonne ductilité, pas comme l'argent, la colle d'encre au carbone en termes de dilatation et de contraction thermiques, permet une séparation d'interface facile et réduit la conductivité. 3) migration : l’argent et le cuivre sont tous des matériaux métalliques sujets à l’oxydation et à la réduction, entraînant la rouille et la migration. En raison de la différence de potentiel, l'argent est plus sujet à la migration de l'argent que le cuivre dans le cadre de la tendance à la différence de potentiel.

Substrat en papier Carbon Through Hole (Carbon Through Hole).

Le graphite dans l'encre de carbone n'a pas les caractéristiques de migration comme l'argent, et le rôle du graphite n'est qu'un simple transmetteur de signal, de sorte que l'industrie des PCB n'a pas d'exigences particulières pour le stratifié en plus de l'adhésion et de la déformation de la colle d'encre de carbone et du substrat. Parce que le graphite a une bonne résistance à l'usure, la pâte de carbone a d'abord été utilisée pour remplacer le placage or des claviers et des doigts dorés, puis étendue pour agir comme un cavalier. Le courant de charge du circuit imprimé perforé à l'encre de carbone est généralement conçu très faible, de sorte que l'industrie utilise principalement la qualité XPC, quant à l'épaisseur, compte tenu des facteurs de perforation légère, fine, courte, petite et imprimée, il est courant de choisissez une plaque de 0,8, 1,0 ou 1,2 mm d'épaisseur.

substrat de papier de perforation à température ambiante

Caractérisé par la température de surface du substrat en papier est d'environ 40 ° C en dessous, peut être utilisé comme une matrice de perforation IC à pas de 1,78 mm dense, les fissures ne se produiront pas et pour réduire le refroidissement du substrat en papier pendant la matrice de perforation En raison de la précision de l'écart de ligne, ce type de substrat en papier est très approprié pour les lignes fines et les grandes surfaces de circuits imprimés.

Tension anti-fuite (Anti-Track) avec substrat papier

Plus la vie humaine est raffinée, plus les exigences en matière d'articles sont élevées et plus la conception du circuit imprimé est courte et fine, lorsque la conception du circuit imprimé est plus dense, la distance entre les lignes est plus petite et, sous les exigences d'une fonctionnalité élevée, la charge de courant devient plus grande. Ensuite, entre les lignes, l'isolation du substrat est susceptible d'être endommagée par un arc en raison d'une fuite. L'industrie du substrat en papier, afin de résoudre ce problème, dispose d'une feuille de cuivre adhésive spéciale constituée d'une tension anti-fuite avec un substrat en papier.

Résine époxy

La résine époxy est le substrat le plus largement utilisé dans l’industrie des PCB. Dans son état liquide, il est appelé vernis ou stade A. Le tissu de verre est semi-séché en film après trempage, puis ramolli et liquéfié à haute température pour montrer l'adhérence et utilisé pour la production de substrats double face ou le pressage de plaques multicouches appelé Le préimprégné de l'étape B, et l'état final qui ne peut pas être récupéré par pressage et durcissement, est appelé étape C.

Composition et prpropriétés de la résine époxy traditionnelle

Le monomère de résine époxy utilisé dans le substrat a toujours été un polymère formé de bisphénol A et d'épichlorhydrine utilisant du dicy comme agent de pontage. Pour réussir le test d'inflammabilité, la résine ci-dessus, toujours sous forme liquide, réagit avec le tétrabromo-bisphénol A pour devenir l'époxy conventionnel mieux connu sous le nom de FR-4. Les principaux ingrédients du produit sont répertoriés ci-dessous : Monomère - Bisphénol A, Épichlorhydrine

Agent de pontage (c'est-à-dire durcisseur) - Dicyandiamide pour faire court Dicy

Accélérateur -Benzyl-Diméthylamine (BDMA) et 2-méthylimidazole (2-MI)

Éther monométhytique d'éthylène glycol (EGMME), diméthylformamide (DMF) et diluant acétone, MEK.

Charges (additifs) - le carbonate de calcium, les siliciures et l'hydroxyde ou les composés d'aluminium augmentent la résistance au feu. Le remplisseur peut ajuster sa Tg.

Monomères et résines de bas poids moléculaire

Les résines traditionnelles typiques sont communément appelées résines époxy difonctionnelles, comme le montre la figure 3.2. Afin d'atteindre l'objectif d'une utilisation sûre, des atomes de brome sont ajoutés à la structure moléculaire de la résine, de sorte que la combinaison d'un peu de brome de carbone puisse produire un effet ininflammable. C'est-à-dire que lorsqu'il y a une condition ou un environnement de combustion, il n'est pas facile de s'enflammer, s'il s'est enflammé après la disparition de l'environnement de combustion, il peut s'éteindre et ne plus continuer à brûler. Graphique 3.3. Ce matériau inflammable est appelé FR-4 dans le code NEMA (le sexe est G-10 dans le code NEMA pour les résines non bromées). Les avantages de cette résine époxy bromée sont très élevés, sa constante diélectrique très faible, sa forte adhérence aux feuilles de cuivre et une très bonne résistance flexible en combinaison avec la fibre de verre, etc.

Agent de pontage (durcisseur)

L'agent de pontage de la résine époxy a toujours été le Dicey, qui est un catalyseur latent (latent) qui joue son rôle de pontage à une température élevée de 160°C et est très stable à température ambiante, de sorte que le film du panneau multicouche B -stage ne peut pas être stocké. Cependant, Dicey présente de nombreux défauts, le premier est l'absorption d'eau (hygroscopique), le second est l'insolubilité. Insoluble naturellement difficile à fonctionner dans la résine liquide. Les premiers fabricants de substrats n'ont pas compris les problèmes de l'industrie de l'assemblage de circuits imprimés en aval, le broyage risqué à cette époque n'est pas très fin, sa partie insoluble mélangée dans le substrat, après une longue période d'accumulation d'absorption d'eau se produira une recristallisation en forme d'aiguille, ce qui entraînera de nombreux problèmes d'explosion de cartes. Bien entendu, les fabricants de substrats actuels sont bien conscients de son sérieux, ils ont donc amélioré ce point.

Accélérateur

Pour accélérer la réaction de pontage entre l'époxy et le risqué, les deux plus couramment utilisés sont le BDMA et le 2-MI.

Température de transition vitreuse Tg

En raison de l'augmentation progressive de la température, les propriétés physiques du polymère changent progressivement, passant de substances amorphes ou partiellement cristallines, dures et cassantes, semblables à du verre à température ambiante, à une viscosité très élevée, douce comme le caoutchouc en général, un autre état. La Tg du FR4 traditionnel est d'environ 115-120 ℃, ce qui est utilisé depuis de nombreuses années, mais ces dernières années, en raison des exigences de performance de plus en plus élevées des produits électroniques, les caractéristiques du matériau sont également de plus en plus exigeantes, comme la résistance à l'humidité. , la résistance chimique, la résistance aux solvants, la résistance à la chaleur, la stabilité dimensionnelle, etc. doivent être améliorées pour s'adapter à un plus large éventail d'utilisations. Ces propriétés sont liées à la Tg de la résine, et les propriétés ci-dessus sont également naturellement améliorées après l'augmentation de la Tg. Par exemple, après une augmentation de la Tg, a. Sa résistance à la chaleur est améliorée et l'expansion du substrat dans les directions X et Y est réduite, de sorte que l'adhérence entre le fil de cuivre et le substrat ne s'affaiblit pas trop après chauffage, de sorte que la ligne ait une meilleure adhérence. Lorsque l'expansion dans la direction Z est réduite, la paroi du trou traversant n'est pas facile à briser par le substrat après avoir été chauffée.c. Lorsque la Tg est augmentée, la densité du pont dans la résine doit être considérablement augmentée, ce qui lui confère une meilleure résistance à l'eau et aux solvants, et rend le panneau moins sujet aux taches blanches ou à l'exposition du tissage après avoir été chauffé, et a une meilleure résistance et propriété diélectrique. Quant à la stabilité dimensionnelle, elle est encore plus importante en raison des exigences strictes d’insertion automatique ou d’assemblage de surfaces. Par conséquent, ces dernières années, l’amélioration de la Tg de la résine époxy est la priorité poursuivie par le substrat.

Résine époxy réfractaire FR4

Les résines époxy traditionnelles rencontrent un incendie à haute température. S'il n'y a aucun facteur externe à éteindre, elles continueront à brûler jusqu'à ce que l'hydrocarbure, l'oxygène ou l'azote contenu dans la molécule soit brûlé. Si le brome remplace l'hydrogène dans sa molécule, une partie du composé combustible de liaison carbone-hydrogène peut être transformée en un composé de liaison carbone-brome non combustible, ce qui peut réduire considérablement son inflammabilité. L'inflammabilité de cette résine bromée est naturellement beaucoup améliorée, mais elle réduit l'adhérence entre la résine et le cuivre et le verre, et en cas d'incendie, elle libérera du gaz brome hautement toxique, ce qui entraînera des conséquences néfastes.

Époxy multifonctionnel (époxy haute performance)

Le FR4 traditionnel n'est plus suffisant pour les circuits imprimés hautes performances d'aujourd'hui, c'est pourquoi diverses résines différentes sont mélangées à la résine époxy d'origine pour améliorer les diverses propriétés de son substrat.

Novolac

Les premières résines phénoliques introduites étaient appelées Novolacs, et les esters formés à partir de Novolac et d'épichlorhydrine étaient appelés Epoxy Novolacs, comme le montre la figure 3.4. En mélangeant ce polymère dans la résine FR4, sa résistance à l'eau, sa résistance chimique et sa stabilité dimensionnelle peuvent être grandement améliorées, et la Tg est également augmentée. L'inconvénient est que la dureté et la fragilité de la résine phénolique elle-même sont très élevées et faciles à percer, et que la résistance chimique est améliorée, ce qui rend difficile l'élimination de la colle causée par le perçage et cause des problèmes dans le processus PTH multicouche.

Époxy tétrafonctionnel

Un autre ajout courant au FR4 est la résine époxy dite tétrafonctionnelle. Elle est différente de la résine époxy « double fonction » traditionnelle en ce sens qu'elle possède un pont spatial tridimensionnel, comme le montre la figure 3.5. Tg a une résistance énergétique plus élevée aux mauvais environnements thermiques, et sa résistance aux solvants, sa résistance chimique, sa résistance à l'humidité et sa stabilité dimensionnelle sont bien meilleures, et il ne présente pas de défauts comme Novolac. Il a été introduit pour la première fois par une usine américaine de substrats appelée Polyclad. Un autre avantage du système à quatre fonctions par rapport au Novolac est un mélange plus uniforme. Afin de maintenir la commodité de l'élimination des résidus de colle sur une plaque multicouche, il est préférable de cuire ce substrat à quatre fonctions au four à 160 ° C pendant 2 à 4 heures après le perçage, afin que la résine exposée à la paroi du trou produise une oxydation. , et la résine oxydée est plus facile à corroder, et cela augmente également la polymérisation ultérieure du pont de la résine, ce qui est également utile pour le processus ultérieur. En raison de la fragilité, une attention particulière doit être portée au perçage.

Aucune des deux résines additives ci-dessus ne peut être bromée, donc l'ajout de FR4 général réduira sa résistance aux flammes.

A. Polymère constitué

Principalement de la réaction du bismaléimide et de la méthylène dianiline.

B.avantage

L'adaptation de la température du circuit imprimé deviendra de plus en plus importante, certaines cartes spéciales haute température ne sont pas capables d'utiliser des résines époxy, la Tg du FR4 traditionnel est d'environ 120°C, et même le FR4 haute fonction n'atteint que 180-190°C, ce qui est encore loin des 260°C du polyimide. Les bonnes propriétés du PI à haute température, telles qu'une bonne flexibilité, la résistance à la déchirure de la feuille de cuivre, la résistance chimique, la propriété diélectrique, la stabilité dimensionnelle sont bien meilleures que celles du FR4. Il n'est pas facile de produire des résidus de colle lors du perçage, et la connexion entre la couche interne et la paroi du trou est naturellement meilleure que celle du FR4. Et en raison de sa bonne résistance à la chaleur, sa taille change très peu, en termes de changements de direction X et Y, elle est plus favorable à la ligne fine et ne réduira pas l'adhérence entre la feuille de cuivre en raison d'une trop grande expansion. En termes de direction Z, cela peut réduire considérablement le risque de fracture de la couche de cuivre de la paroi du trou.

C. Inconvénients :

Il n'est pas facile de bromer et il n'est pas facile de répondre aux exigences ignifuges de UL94 V-0. La force d'adhérence entre la couche et la couche elle-même, ou entre la feuille de cuivre, est faible, pas aussi forte que la résine époxy, et la flexibilité est médiocre.

Il fonctionne mal à température ambiante, ayant des propriétés hygroscopiques, une mauvaise adhérence et une mauvaise ductilité. d. Le solvant utilisé dans le vernis (également connu sous le nom de colle brute, résine liquide) a un point d'ébullition élevé, n'est pas facile à finir et produit facilement le phénomène de délaminage à haute température. Et la liquidité n'est pas bonne, le pressing n'est pas facile pour combler les coins morts. e. Le prix actuel est encore très cher, environ 2 à 3 fois supérieur à celui du FR4, donc seule une carte militaire ou une carte Rigid Flex peut être utilisée. Dans la spécification MIL-P-13949H de l'armée américaine, le code du substrat en résine polyimide est GI.3.1.2.4 Polytétrafluron (PTFE)

Le nom complet est Polyterafluoroéthylène, et le produit avec lequel la fibre PTFE est étirée est appelé Téflon Téflon, qui se caractérise par sa haute impédance et ne peut pas être remplacé à des fins de communication micro-ondes haute fréquence 'GT', 'GX', et 'GY' trois matériaux, sont du type renforcé de fibre de verre, son substrat commercial est fabriqué par la société 3M, ce matériau ne peut pas être mis en production en grande quantité, les raisons sont : A. Problèmes d'adhérence de la résine PTFE et de la fibre de verre ; Cette résine est difficile à pénétrer dans le faisceau de verre, en raison de sa forte résistance chimique, de nombreux processus humides ne peuvent pas la faire réagir et s'activer, la paroi du trou de cuivre obtenue lors du placage à travers le trou ne peut pas être fixée sur le substrat, c'est difficile pour réussir le test de résistance solide 4.8.4.4 dans MILP-55110E. Étant donné que le faisceau de verre n'est pas rempli de résine, il est facile de provoquer du cuivre dans le verre (wicking) lors du placage à travers le trou, ce qui affecte la fiabilité de la carte. B. La structure moléculaire de ce matériau tétrafluoroéthylène est très solide et ne peut pas être attaquée par des méthodes mécaniques ou chimiques générales, et seule la méthode électroslurry est utilisée pour lutter contre la corrosion. C. Tg est très faible, seulement 19 degrés C, donc il est flexible à température ambiante, et rend également l'adhérence et la stabilité dimensionnelle de la ligne n'est pas bonne. Le tableau est une comparaison des propriétés du substrat de quatre résines différentes. 3.1.2.5 Résine BT/EPOXY

La résine BT est également une résine thermodurcissable, développée par Mitsubishi Gas Chemical Co. au Japon en 1980. Elle est composée de monomère de bismaléimide et de résine trigzine. La réaction est illustrée à la figure 3.8. La résine BT est généralement mélangée à de la résine époxy pour fabriquer le substrat. A. Avantages

un. Le point Tg atteint 180 ℃, la résistance à la chaleur est très bonne et la résistance au pelage et la résistance flexible de la plaque BT et de la feuille de cuivre sont également très idéales. Il peut s'agir d'un traitement réfractaire pour répondre aux exigences de UL94V-0. c. La constante diélectrique et le facteur de dispersion sont faibles, ce qui les rend très avantageux pour les cartes de transmission haute fréquence et haute vitesse. Bonne résistance chimique et résistance aux solvants e. bonne isolation B. Le circuit imprimé conçu par a. Le COB rendra la surface de la carte molle et entraînera une défaillance des fils en raison de la température élevée du processus de liaison des fils. Les panneaux BT/EPOXY hautes performances peuvent surmonter ce problème. b. BGA, PGA, Dans les tests d'emballage de semi-conducteurs tels que MCM-L, il existe deux problèmes courants très importants, l'un est le phénomène de fuite, ou CAF (filament anodique conducteur), et l'autre est le phénomène de pop-corn (impaction par l'humidité et la température élevée). ). 3.1.2.6 La résine cyanate ester a été utilisée pour la première fois dans les substrats de PCB en 1970 et est actuellement fabriquée par Chiba Geigy. La formule de la réaction est illustrée à la figure 3.9. A. Avantages A. Tg peut atteindre 250 ℃, ce qui est utilisé pour les panneaux multicouches très épais b. Une très faible permittivité (2,5 ~ 3,1) peut être appliquée aux produits à grande vitesse.

B. Problème A. Grande fragilité après durcissement. b. Sensible à l'humidité et peut même réagir avec l'eau. 3.1.2 Fibre de verre 3.1.2.1 Introduction La fonction de la fibre de verre dans le substrat PCB est celle d'un matériau de renforcement. Il existe d'autres matériaux de renforcement pour le substrat, tels que les substrats en papier, les fibres Kelvar (Polyamide) et les fibres de quartz. Seules les plus grosses fibres de verre sont abordées dans cette section. Le verre lui-même est un mélange et sa composition est indiquée dans le tableau. Il s'agit d'un certain nombre de substances inorganiques fusionnées à haute température, puis refroidies en tréfilant un fil pour former un objet dur à structure amorphe. Cette substance est utilisée depuis des milliers d’années. L'utilisation des fibres remonte au XVIIe siècle. Ce sont les efforts de recherche conjoints d'Owen-Illinois et de Corning Glass Works qui ont conduit à la création d'Owens-Corning Fiberglas Corporation en 1939. 3.1.2.2 La fibre de verre peut être divisée en deux types de fibre de verre, l'une étant la fibre continue (continue). et l'autre est une fibre discontinue (discontinue), la première est utilisée pour tisser du tissu de verre (tissu), la seconde est transformée en feuille de verre Mat (Mat). FR4 et d'autres substrats, c'est-à-dire que le premier est utilisé, le substrat CEM3 est utilisé

A. Caractéristiques de la fibre de verre La composition du verre fondu d'origine est différente, affectera les caractéristiques de la fibre de verre, la différence des différents composants, le tableau a une différence détaillée, et chacun a ses propres applications uniques et différentes. Selon les différentes compositions (voir tableau), la qualité du verre peut être divisée en quatre produits : la qualité A pour une alcalinité élevée, la qualité C pour la résistance chimique, la qualité E pour une utilisation électronique et la qualité S pour une résistance élevée. Le verre de classe E utilisé dans le circuit imprimé est principalement dû à ses propriétés diélectriques meilleures que les trois autres.

Certaines caractéristiques communes des fibres de verre sont décrites ci-dessous :

un. Haute résistance : Comparé à d’autres fibres textiles, le verre a une résistance extrêmement élevée. Dans certaines applications, le rapport résistance/poids dépasse même celui du fil.b. Résistance à la chaleur et au feu : La fibre de verre est inorganique et ne brûle donc pas. Résistance chimique : Résistant à la plupart des produits chimiques, mais pas non plus aux moisissures, aux infiltrations bactériennes et aux dommages causés par les insectes. Résistance à l'humidité : Le verre n'absorbe pas l'eau et conserve sa résistance mécanique même dans des environnements très humides. Propriétés thermiques : la fibre de verre a un très faible coefficient de dilatation linéaire et un coefficient de conductivité thermique élevé, ce qui lui confère d'excellentes performances dans les environnements à haute température. Propriété électrique : En raison de la non-conductivité de la fibre de verre, c’est un bon choix de matériau isolant. La chose la plus importante concernant le verre de classe E sélectionné pour le substrat PCB est sa très excellente résistance à l'eau. Par conséquent, dans un environnement très humide et difficile, il conserve une très bonne transitivité électrique ainsi qu’une stabilité dimensionnelle. - Production de tissus en fibre de verre : La production de tissus en fibre de verre est une série de processus d'investissement professionnels et énormes, qui ne sont pas abordés dans ce chapitre. 3.2 feuille de cuivre (feuille de cuivre) la première conception de la ligne est épaisse et large, les exigences d'épaisseur ne sont pas pointilleuses, mais ont évolué jusqu'à la largeur de ligne actuelle de 3,4 mil, voire plus fine (il existe maintenant des usines en Chine pour développer une largeur de ligne de 1 mil), les exigences de résistance sont strictes. La résistance à la déchirure, le profil de surface, etc. sont également spécifiés en détail. 3.2.1 Feuille de cuivre traditionnelle 3.2.1.1 La méthode de laminage (méthode laminée ou corroyée) était constituée de blocs de cuivre par laminage multiple, et la largeur du laminé était limitée par la technologie et était difficile à répondre aux exigences d'un substrat de taille standard (3 pieds *4 pieds). Et il est facile de provoquer des déchets lors du processus de laminage, car la rugosité de la surface n'est pas suffisante, donc la capacité de combinaison avec la résine n'est pas bonne, et les contraintes dans le processus de fabrication doivent être tempérées par un traitement thermique ou un recuit, donc son coût est plus élevé. A. Avantages. un. Haute ductilité, excellente fiabilité pour FPC dans un environnement dynamique. Les surfaces à profil bas avec des bords Low Surface constituent une niche pour certaines applications électroniques à micro-ondes. B. Inconvénients. un. Mauvaise adhérence au support. b. Coût élevé. c. La largeur est limitée en raison de problèmes techniques. 3.2.1.2 La méthode de dépôt électrolytique est la feuille de cuivre la plus couramment utilisée sur le substrat qui est le cuivre ED. En utilisant une variété de fils et de câbles mis au rebut pour les fondre dans une solution de placage au sulfate de cuivre, dans un grand bain de placage souterrain spécial, la distance entre l'anode et la cathode est très courte, dans une solution de placage par impulsion à très grande vitesse, avec une densité de courant élevée de 600 ASF. , La couche de cuivre cristalline en colonne est plaquée sur la surface et est très lisse et passivée. Tambour en acier inoxydable Le tambour en acier inoxydable passivé sur la couche de cuivre n'est pas bon, de sorte que la surface de placage peut être arrachée de la roue, donc la couche de cuivre continue plaquée peut avoir une épaisseur différente de feuille de cuivre en fonction de la vitesse du roue, densité de courant, apposée sur la surface lisse de la feuille de cuivre du côté tambour, appelé côté tambour. La surface cristalline rugueuse de l’autre côté du bain est appelée face mate. Cette feuille de cuivre : A. avantages a. prix bon marché b. disponible en différentes tailles et épaisseurs. B. Inconvénients. un. mauvaise ductilité. b. Contrainte extrêmement élevée, incapable de se plier et facile à casser. 3.2.1.3 Unité d'épaisseur

Généralement, afin de calculer le coût et de faciliter la tarification, le poids par pied carré est utilisé comme unité de calcul de l'épaisseur, par exemple 1,0 once (oz) est définie comme une surface de pied carré recouverte d'une feuille de cuivre pesant 1 oz ( 28,35 g) de l'épaisseur de la couche de cuivre. Conversion d'unité 35 microns ou 1,35 mil. L'épaisseur générale de 1 oz et 1/2 oz et la feuille de cuivre ultra-fine peuvent atteindre 1/4 oz ou moins. 3.2.2 Introduction et orientation du développement d'une nouvelle feuille de cuivre 3.2.2.1 Feuille de cuivre ultra-mince

D'une manière générale, une feuille de cuivre fine fait référence à 0,5 oz (17,5 microns) en dessous, et l'épaisseur des trois tableaux est appelée feuille de cuivre ultra-fine 3/8 oz en dessous car elle est trop fine et pas facile à utiliser, elle doit donc ajoutez un support pour effectuer diverses opérations (appelé feuille de cuivre composite), sinon il est facile de causer des dommages. Il existe deux types de supports utilisés, l'un est la feuille de cuivre ED traditionnelle comme support, d'une épaisseur d'environ 2,1 mil. Un autre type de support est la feuille d'aluminium, d'une épaisseur d'environ 3 mil. Le support doit être arraché avant utilisation. L’un des problèmes les plus difficiles posés par la feuille de cuivre ultra-mince est sa « porosité », ou porosité, car elle est trop fine pour être complètement remplie lors de la galvanoplastie. Le remède consiste à réduire la densité de courant et à rendre les cristaux plus fins. Une feuille de cuivre ultra fine est nécessaire pour les lignes fines, en particulier de moins de 5 mil, afin de réduire la surcorrosion et la corrosion latérale pendant la gravure. 3.2.2.2 Feuille de cuivre enroulée Pour la ligne ultra-fine de feuille de cuivre mince, la surface de contact entre le conducteur et le substrat isolant est très petite, comment résister à l'énorme différence de coefficient de dilatation thermique entre les deux tout en conservant une adhérence suffisante , se fier entièrement au grossissement de la surface de la feuille de cuivre ne suffit pas, et la structure cristalline de la feuille de cuivrage à grande vitesse est rugueuse à haute température, le soudage est facile à provoquer. La fracture XY est également un problème difficile à résoudre. La feuille de cuivre laminée en plus du cristal fin présente un autre avantage qui est une très faible contrainte. La contrainte de la feuille de cuivre ED est élevée, mais plus tard dans l'industrie des circuits imprimés plaqués sur la contrainte du cuivre primaire ou secondaire n'est pas si élevée. En conséquence, la fine ligne se rompt facilement lorsque la température change. Rouler une feuille de cuivre est donc une solution. Pour des raisons de coût, la haute ductilité d'une feuille de cuivre HTE de grade 2, type E ou de grade 2, type E est également un choix. La plupart des fabricants internationaux de feuilles de cuivre s'engagent à développer des produits à cristaux fins ED pour résoudre ce problème. 3.2.2.3 Traitement de surface des feuilles de cuivre Un traitement traditionnel Une fois la feuille de cuivre ED arrachée du tambour, les étapes de traitement suivantes se poursuivront : A. Étape de liaison - Le cuivre est rapidement plaqué sur le côté mat avec un courant élevé de manière très rapide. peu de temps. Son apparence ressemble à une tumeur, appelée « Nodulisation » et « Nodulisation ». Le but de la nodulisation est d'augmenter la surface et son épaisseur est d'environ 2 000 ~ 4 000 A. b. Traitements de barrière thermique - Une fois la tumeur terminée, une couche de laiton (Gould) est plaquée dessus (brevet de la société, appelé traitement JTC) ou de zinc (le zinc est un brevet de la société Yates, appelé traitement TW). Il est également nickelé et sa fonction est de servir de couche résistante à la chaleur. Les dés présents dans la résine attaqueront la surface du cuivre à haute température et généreront des amines et de l'eau, ce qui entraînera une chute de l'adhérence lorsque de l'eau est générée. Le rôle de cette couche est d'empêcher la réaction ci-dessus et son épaisseur est d'environ 500 ~ 1 000 A c. Après le traitement de stabilisation et de résistance à la chaleur, la « Chromation » finale est donnée. La surface lisse et la surface rugueuse sont prises en même temps qu'un effet antisalissure et antirouille, également appelé « passivation » ou « traitement antioxydant ». Le double traitement fait référence à une surface rugueuse et une surface rugueuse est un traitement grossier. À proprement parler, l'application de cette méthode a 20 ans d'histoire, mais aujourd'hui, afin de réduire le COÛT des panneaux multicouches et davantage d'utilisateurs. La méthode de traitement traditionnelle décrite ci-dessus est également effectuée sur la surface lisse, de sorte qu'elle soit appliquée sur le substrat interne, ce qui peut éliminer le traitement de finition en cuivre et les étapes noir/marron avant de presser le film. Une société de substrats en feuille de cuivre Polyclad aux États-Unis a développé une méthode de traitement, appelée feuille de cuivre DST, et sa méthode de traitement a le même merveilleux. Cette méthode est rugueuse sur la surface lisse, la surface est pressée sur le film, la surface en cuivre du substrat fabriqué est rugueuse, elle est donc également utile pour le post-traitement. Traitement de silicification (profil bas) Le traitement de surface rugueux traditionnel de la feuille de cuivre de la rugosité de son profil de dent (bord) (pics et creux), n'est pas bon pour la fabrication de lignes fines (affectant uniquement le temps de gravure, entraînant une gravure excessive), nous il faut essayer de réduire la hauteur du bord. La feuille de cuivre Polyclad DST ci-dessus, qui est traitée avec une surface lisse, améliore ce problème, et un traitement au silane organique, qui est ajouté au traitement conventionnel, peut également avoir cet effet. Il crée également une liaison chimique qui facilite l’adhésion. 3.3.3 Classification des feuilles de cuivre

La feuille de cuivre est divisée en deux types selon IPC-CF-150, la feuille de cuivre électrolytique de table de TYPE E, la feuille de cuivre laminée de table de TYPE W, puis divisée en huit qualités, la classe 1 à la classe 4 est une feuille de cuivre électrolytique, la classe 5 à la classe 8 est une feuille de cuivre roulée. La classe de type et le code sont répertoriés dans le tableau

3.4PP (film Prepreg) « Prepreg » est une abréviation de « préimprégné », ce qui signifie que la fibre de verre ou autre fibre est imprégnée de résine et est partiellement polymérisée. À ce stade, la résine est au stade B. Le préimprégné est également appelé « Feuille de liaison » 3.4.1 Processus de production du film

3.4.2 Contrôle qualité du processus Au cours du processus de fabrication, le temps de gel, le débit de résine, le test de teneur en résine, les composants volatils et les composants Dicy doivent également être analysés pour garantir une qualité stable. 3.4.3 Conditions de stockage et durée de vie La plupart des systèmes EPOXY doivent être stockés à des températures inférieures à 5°C et ont une durée de vie d'environ 3 à 6 mois. Après avoir été stockés au-delà de cette durée, ils doivent être sortis et analysés en 3.3.2 pour déterminer s'ils peuvent être réutilisés. Chaque préimprégné de marque peut se référer à la fiche technique fournie par elle comme base de fonctionnement. 3.4.4 La relation entre les types de films courants, la teneur en adhésif et l'épaisseur de Cruing est indiquée dans le tableau

3.4 Les tendances présentes et futures du substrat font évoluer continuellement le substrat avec deux forces motrices majeures (force motrice), l'une est la miniaturisation, l'autre est la haute vitesse (ou haute fréquence). 3.4.1 Minimisation telle que les téléphones mobiles, les PDA, les cartes PC, les systèmes de positionnement automobile et de communication par satellite. Les États-Unis sont un pays leader en matière de technologie de pointe, et l'évolution future des puces et des boîtiers telle que projetée par la Semiconductor Industry Association - voir tableaux (a) et (b) - montre les défis auxquels sont confrontés les substrats. 3.4.2 Haute fréquence L'évolution de l'ordinateur personnel montre que les générations de CPU alternent de plus en plus vite, et les consommateurs ne devraient pas être occupés, bien sûr, car le public est une bonne chose. Cependant, la production de PCB continue de progresser. En raison de la haute fréquence, le substrat doit avoir des valeurs Dk et Df plus faibles. Enfin, le tableau résume l'évolution actuelle et future de certaines caractéristiques des PCB