Sélection des matériaux dans le traitement des PCBA

Traitement PCBA (Assemblage de circuits imprimés) constitue un maillon important de l'industrie de la fabrication électronique. La sélection des matériaux est cruciale dans le traitement des PCBA. Cela affecte non seulement les performances et la fiabilité du produit, mais est également directement lié aux coûts de production et aux exigences de protection de l'environnement. Cet article explorera en détail la stratégie de sélection des matériaux et les principales considérations liées au traitement des PCBA.

1. Matériaux de substrat

1.1 Matériau FR4

FR4 est le matériau de substrat PCB le plus couramment utilisé, qui est un composite de fibre de verre et de résine époxy et possède de bonnes propriétés d'isolation, de résistance mécanique et de résistance à la chaleur. Il convient à la plupart des produits électroniques, en particulier l'électronique grand public.

1.2 Matériaux haute fréquence

Pour les cartes de circuits imprimés haute fréquence, telles que les équipements de communication radiofréquence (RF) et micro-ondes, des matériaux haute fréquence avec une faible constante diélectrique et un faible facteur de perte sont nécessaires. Les matériaux haute fréquence courants comprennent le PTFE (polytétrafluoroéthylène) et les substrats en céramique, qui peuvent garantir l'intégrité du signal et l'efficacité de la transmission.

1.3 Substrats métalliques

Les substrats métalliques sont souvent utilisés dans les appareils électroniques haute puissance qui nécessitent de bonnes performances de dissipation thermique, tels que l'éclairage LED et les modules d'alimentation. Le substrat en aluminium et le substrat en cuivre sont des matériaux de substrat métalliques courants. Ils ont une excellente conductivité thermique, ce qui peut réduire efficacement la température de fonctionnement des composants et améliorer la fiabilité et la durée de vie des produits.

2. Matériaux conducteurs

2.1 Feuille de cuivre

La feuille de cuivre est le principal matériau conducteur des cartes PCB, avec une bonne conductivité et ductilité. Selon l'épaisseur, la feuille de cuivre est divisée en feuille de cuivre épaisse standard et en feuille de cuivre ultra-mince. Une feuille de cuivre épaisse convient aux circuits à courant élevé, tandis qu'une feuille de cuivre ultra-fine est utilisée pour les circuits fins à haute densité.

2.2 Placage métallique

Afin d'améliorer les performances de soudure et la résistance à l'oxydation, la feuille de cuivre sur les cartes PCB nécessite généralement un traitement de surface. Les méthodes courantes de traitement de surface comprennent le placage à l’or, le placage à l’argent et l’étamage. La couche de placage d'or a une excellente conductivité et résistance à la corrosion, ce qui convient aux circuits imprimés haute performance ; la couche d'étamage est souvent utilisée dans les produits électroniques grand public.

3. Matériaux isolants

3.1 Préimprégné

Le préimprégné est un matériau isolant clé pour la fabrication de cartes PCB multicouches. C'est un mélange de tissu de fibre de verre et de résine. Il est durci par chauffage pendant le processus de stratification pour former une couche isolante solide. Différents types de préimprégnés ont des constantes diélectriques et une résistance thermique différentes, et le matériau approprié peut être sélectionné en fonction de l'application spécifique.

3.2 Matériaux en résine

Dans certaines applications spéciales, telles que les cartes de circuits imprimés flexibles et les cartes rigides-flexibles, des résines spéciales sont utilisées comme couches isolantes. Ces matériaux comprennent le polyimide (PI), le polyéthylène téréphtalate (PET), etc., qui ont une bonne flexibilité et résistance à la chaleur et conviennent aux appareils électroniques qui doivent être pliés et pliés.

4. Matériaux de soudure

4.1 Soudure sans plomb

Avec la mise en œuvre stricte des réglementations environnementales, les soudures plomb-étain traditionnelles sont progressivement remplacées par des soudures sans plomb. Les soudures sans plomb sont des alliages étain-argent-cuivre (SAC) couramment utilisés, qui présentent de bonnes performances de soudure et de bonnes caractéristiques de protection de l'environnement. Choisir la bonne soudure sans plomb peut garantir la qualité de la soudure et les exigences de protection de l'environnement.

4.2 Pâte à souder et baguette à souder

La pâte à souder et la baguette à souder sont des matériaux clés utilisés dans le processus de soudage des patchs SMT et des plug-ins THT. La pâte à souder est constituée de poudre et de flux d'étain, qui sont sérigraphiés sur des pastilles de PCB ; les baguettes de soudure sont utilisées pour le brasage à la vague et le brasage manuel. Le choix d'une pâte à souder et d'une baguette à souder appropriées peut améliorer l'efficacité du soudage et la qualité des joints de soudure.

5. Matériaux respectueux de l'environnement

5.1 Matériaux à faible teneur en COV

Pendant le processus de traitement du PCBA, le choix de matériaux contenant peu de composés organiques volatils (COV) peut réduire les dommages à l'environnement et au corps humain. Les matériaux à faible teneur en COV comprennent des substrats sans halogène, des soudures sans plomb et des flux respectueux de l'environnement, qui répondent aux exigences des réglementations environnementales.

5.2 Matériaux dégradables

Afin de relever les défis de l'élimination des déchets électroniques, de plus en plus d'entreprises de transformation de PCBA ont commencé à adopter des matériaux dégradables. Ces matériaux peuvent être naturellement dégradés après la fin de leur durée de vie, réduisant ainsi la pollution environnementale. Le choix de matériaux dégradables contribue non seulement à la protection de l'environnement, mais améliore également l'image de responsabilité sociale de l'entreprise.

Conclusion

Dans le traitement des PCBA, la sélection des matériaux est un lien important pour garantir les performances du produit, sa fiabilité et ses exigences en matière de protection de l'environnement. En sélectionnant raisonnablement des matériaux de substrat, des matériaux conducteurs, des matériaux isolants et des matériaux de soudure, l'efficacité de la production et la qualité du produit peuvent être améliorées, et les coûts de production et l'impact environnemental peuvent être réduits. À l'avenir, avec les progrès continus de la science et de la technologie et l'amélioration de la conscience environnementale, la sélection des matériaux dans le traitement des PCBA sera plus diversifiée et respectueuse de l'environnement, apportant davantage d'innovations et d'opportunités à l'industrie de la fabrication électronique.