Technologie PCB - Comprendre la technologie et les matériaux de base de FPC

Le matériau constitutif de base du FPC est le film de base ou la résine résistant à la chaleur qui constitue le film de base, suivi du stratifié de cuivre et du matériau de la couche de protection qui constitue le conducteur.

Les matériaux du film de base du FPC vont du film Polyimide initial au film résistant à la chaleur pouvant résister au soudage. Le film de Polyimide de première génération a des problèmes tels que l'absorption d'humidité élevée et le coefficient de dilatation thermique élevé, de sorte que les gens utilisent le matériau de Polyimide de deuxième génération pour les circuits PCB à haute densité.

Stratifié recouvert de cuivre

De nombreux fabricants de FPC les achètent généralement sous forme de stratifié recouvert de cuivre, puis les transforment en produits FPC en utilisant le stratifié recouvert de cuivre comme matériau de départ. Les plaques de cuivre recouvertes de FPC ou les films de protection (films de recouvrement) utilisant des films de Polyimide de première génération sont fabriqués à partir d'adhésifs tels que des résines époxy ou acryliques. Les adhésifs utilisés ici sont moins résistants à la chaleur que les Polyimides, de sorte que la résistance à la chaleur ou d'autres propriétés physiques du FPC sont limitées.

Pour éviter les inconvénients des stratifiés revêtus de cuivre utilisant des adhésifs traditionnels, les FPC haute performance, y compris les circuits haute densité, utilisent des stratifiés revêtus de cuivre sans adhésif. Jusqu'à présent, il existe de nombreuses méthodes de fabrication, mais il existe maintenant trois méthodes disponibles pour une utilisation pratique:

1) Processus de coulée de PCB

Le processus de coulée utilise la Feuille de cuivre comme matériau de départ. La résine polyimide liquide est appliquée directement sur une feuille de cuivre tensioactif et traitée thermiquement pour former un film. La résine polyimide utilisée ici doit présenter une excellente adhérence sur la Feuille de cuivre et une excellente stabilité dimensionnelle, mais aucune résine polyimide ne peut répondre à ces deux exigences. Une fine couche de résine polyimide bien adhérente (couche adhésive) est d'abord appliquée à la surface de la Feuille de cuivre active, puis une certaine épaisseur de Polyimide de bonne stabilité dimensionnelle est appliquée sur la couche adhésive (couche de coeur). En raison des différentes propriétés thermophysiques de ces résines Polyimide, de grandes fosses apparaissent dans le film de base si la Feuille de cuivre est gravée. Pour éviter ce phénomène, une couche adhésive est appliquée sur la couche de coeur afin d'obtenir une bonne symétrie de la couche de base.

Pour fabriquer des plaques de cuivre à double revêtement, la couche adhésive utilise une résine polyimide thermoplastique (thermofusible), puis une feuille de cuivre est laminée sur la couche adhésive à l'aide d'une méthode de pressage à chaud.

2) Processus de pulvérisation / placage

Le matériau de départ pour le processus de pulvérisation / placage est un film résistant à la chaleur avec une bonne stabilité dimensionnelle. L'étape initiale est la formation d'une couche de germe à la surface du film de Polyimide activé par un procédé de pulvérisation. Une telle couche de germination permet d'assurer la résistance de la liaison avec la couche de base conductrice tout en assumant le rôle de couche conductrice pour le placage. On utilise généralement du nickel ou des alliages de nickel. Pour assurer la conductivité, une fine couche de cuivre est pulvérisée sur une couche de nickel ou d'alliage de nickel, puis le cuivre est plaqué à l'épaisseur spécifiée.

3) Méthode de pressage à chaud

La méthode de pressage à chaud consiste à enduire la surface d'un film de Polyimide résistant à la chaleur ayant une bonne stabilité dimensionnelle d'une résine thermoplastique (résine thermoplastique adhésive), puis à laminer la Feuille de cuivre sur la résine thermofusible à haute température. On utilise ici un film composite en polyimide.

Ce film composite en polyimide est disponible commercialement auprès de fabricants spécialisés et le procédé de fabrication est relativement simple. Lors de la fabrication d'un empilement de couches revêtues de cuivre, le film composite et la Feuille de cuivre sont empilés ensemble et pressés à chaud à haute température. L'investissement en équipement est relativement faible et convient à la production de petites quantités et de variétés multiples. La fabrication d'un stratifié double face recouvert de cuivre est également plus facile.

Un autre élément matériel important constituent le FPC est la couche de protection (couche de recouvrement) pour laquelle divers matériaux de protection ont maintenant été proposés. Une première couche de protection pratique consiste à revêtir le même film résistant à la chaleur que le substrat et à utiliser le même adhésif que le stratifié de cuivre. Cette structure se caractérise par une bonne symétrie, elle occupe encore une part importante du marché et est souvent appelée « film Cover ». Cependant, cette couche de protection en film mince est difficile à automatiser le processus d'usinage, ce qui augmente le coût global de fabrication et, en raison de la difficulté d'effectuer un usinage de fenêtre fin, ne peut pas répondre aux besoins des SMT à haute densité qui sont devenus courants ces dernières années.

Pour répondre aux exigences des installations à haute densité, une couche de protection photosensible a été adoptée ces dernières années. Appliquez une résine photosensible sur le circuit de feuille de cuivre, puis utilisez le processus de lithographie PCB pour ouvrir la fenêtre de la partie nécessaire. Les matériaux résineux photosensibles se présentent sous forme liquide et sous forme de film sec. les matériaux de couche protectrice à base de résine époxy ou acrylique sont maintenant utilisés dans la pratique, mais leurs propriétés physiques, notamment mécaniques, sont bien inférieures à celles des couches protectrices à base de Polyimide. Pour améliorer cette situation, il est nécessaire d'utiliser une résine polyimide ou d'améliorer les propriétés physiques d'un matériau de couche de protection PCB à base de résine époxy ou acrylique, ou d'améliorer le procédé PCB. La résine polyimide photosensible utilisée ici promet d'être utilisée comme matériau isolant inter - couches dans les procédés de formation de circuits multicouches.