Le laminé cuivré (CCL) est un matériau fondamental dans la production de cartes de circuits imprimés (PCB). Il se compose d'un substrat isolant, généralement fabriqué à partir de matériaux tels que le papier, le tissu en fibre de verre ou des matériaux composites, imprégné de résine et lié à une feuille de cuivre par pressage à chaud. Le CCL joue un rôle essentiel dans les PCB en assurant la conductivité électrique, l'isolation et le support mécanique, ce qui influe en fin de compte sur la vitesse de transmission, la perte d'énergie et l'impédance caractéristique du PCB. Matériau clé dans l'industrie électronique, le CCL est largement utilisé dans divers domaines tels que l'informatique, la téléphonie mobile, les télécommunications, l'aérospatiale et l'automobile.
Structure du stratifié revêtu de cuivre
La structure CCL se compose de trois éléments principaux : feuille de cuivre, substrat, adhésif.
Feuille de cuivre
La feuille de cuivre est un matériau essentiel pour la production de CCL, car elle offre une conductivité électrique élevée et une bonne soudabilité. La feuille de cuivre doit avoir une pureté d'au moins 99,8 % et une variation d'épaisseur ne dépassant pas ±5 µm. Les feuilles de cuivre plus fines sont idéales pour la fabrication de circuits imprimés à haute densité avec des circuits complexes.
Substrat
La couche isolante est composée de résine synthétique et de matériaux de renforcement. Les résines couramment utilisées sont notamment la résine phénolique, la résine époxy et le PTFE. Les matériaux de renforcement, tels que le papier ou le tissu, déterminent les propriétés mécaniques du substrat, telles que la résistance au soudage et la résistance à la flexion.
Adhésif
L'adhésif garantit que la feuille de cuivre est solidement collée au substrat. Les propriétés de l'adhésif sont déterminantes pour la résistance au pelage et la qualité globale du stratifié.
Types de stratifiés plaqués cuivre
Les CCL peuvent être classés selon différents critères, notamment la rigidité mécanique, le type de résine, les matériaux isolants et la résistance au feu :
| Category | Description |
|---|---|
| By Rigidity | Rigid CCL, Flexible CCL |
| By Resin Type | Phenolic Resin CCL, Epoxy Resin CCL, and Polyimide Resin CCL |
| By Insulating Material | Organic Resin-based CCL, Metal-based CCL, Ceramic-based CCL |
| By Thickness | 0.8mm to 3.2mm, less than 0.78mm (without copper) |
| By Fire Resistance | UL94 standards, UL-94V0 (highest level) |
| By Thermal and Dielectric Properties | High Tg CCL, Low Dk/Low Df CCL |
Matériaux stratifiés revêtus de cuivre
Feuille de cuivre
Le principal matériau conducteur utilisé dans les CCL, la feuille de cuivre, peut être électrodéposé (ED) ou laminé et recuit (RA). Le cuivre ED est généralement utilisé dans les circuits imprimés rigides, tandis que le cuivre RA est courant dans les circuits imprimés flexibles.
Matériaux en résine
- Résine époxy : la résine la plus couramment utilisée pour les CCL en raison de ses excellentes propriétés d'isolation électrique, de résistance à la chaleur et de résistance mécanique.
- Polyimide : connue pour sa stabilité thermique et mécanique supérieure, souvent utilisée pour les applications hautes performances ou à haute température.
Tissu en fibre de verre
La fibre de verre offre une excellente résistance mécanique, une isolation électrique et une stabilité thermique. Différents types de tissus en fibre de verre, tels que les modèles 106, 1080 et 2116, sont utilisés en fonction de l'application requise, y compris les circuits haute fréquence.
Processus de production des stratifiés cuivrés
Le processus de production du CCL comprend plusieurs étapes clés :
- Préparation de la résine : la résine est mélangée jusqu'à obtenir la consistance souhaitée.
- Application de la résine : la résine est appliquée sur le matériau de renforcement.
- Laminage : le matériau enduit de résine est recouvert d'une feuille de cuivre, puis soumis à la chaleur et à la pression afin de les lier ensemble.
- Découpe et inspection : après le laminage, le CCL est découpé à la taille souhaitée et inspecté pour vérifier sa qualité.
L'ensemble du processus garantit que la feuille de cuivre est solidement liée au substrat, ce qui donne un stratifié solide et conducteur d'électricité qui constitue la base de la fabrication des circuits imprimés.
Tendances futures dans l'industrie des stratifiés cuivrés
L'industrie des CCL évolue en réponse à diverses avancées technologiques et considérations environnementales :
Sans plomb et sans halogène : en raison des réglementations environnementales, notamment dans l'UE, la demande en CCL sans plomb et sans halogène a fortement augmenté. Ces matériaux nécessitent des températures plus élevées pour le soudage, ce qui pose des défis en termes de stabilité thermique et de techniques de fabrication.
Applications à haute fréquence et à grande vitesse : avec l'essor de la 5G et d'autres technologies de communication à grande vitesse, la demande de CCL à faible constante diélectrique (Dk) et à faible facteur de dissipation (Df) est en augmentation. Ces propriétés sont essentielles pour maintenir l'intégrité du signal dans les circuits à grande vitesse.
Matériaux légers et minces : à mesure que l'électronique grand public continue d'évoluer, il existe un besoin croissant de CCL plus minces, plus légers et plus compacts, en particulier dans les appareils tels que les smartphones et les appareils portables.
Conclusion
Le laminé revêtu de cuivre (CCL) est un matériau indispensable dans la fabrication des circuits imprimés, dont la composition et les propriétés ont un impact significatif sur les performances et la fiabilité des appareils électroniques. À mesure que la technologie progresse, les CCL s'améliorent continuellement pour répondre aux exigences des applications à haute vitesse et haute fréquence, tout en tenant compte des préoccupations environnementales. L'avenir des CCL sera probablement axé sur les innovations en matière de propriétés des matériaux, de processus de fabrication et de durabilité environnementale.
