Nouveau matériau composite pour les substrats de circuits imprimés haute fréquence

Les circuits imprimés sont principalement composés d’un substrat et de lignes d’interconnexion en cuivre installées à l’intérieur de celui-ci. Suite à un apport extérieur de chaleur, par exemple lors du façonnage final du circuit imprimées, les deux constituants se dilatent dans des proportions différentes : des contraintes mécaniques apparaissent alors et peuvent conduire à une défaillance du circuit imprimé.

 

Pour pallier ce problème, une équipe de chercheurs de la Chaire en matériaux polymères de l’Université de Bayreuth (Bavière) a développé un nouveau matériau composite destiné aux substrats pour circuits imprimés haute fréquence. Celui-ci est constitué d’une matrice de polymères thermoplastiques et de renforts céramiques. La dilatation thermique du substrat a été ajustée à celle des lignes d’interconnexion en cuivre, résorbant ainsi la différence observée dans les circuits conventionnels. De plus, le substrat est particulièrement adapté aux applications de circuits imprimés en haute fréquence, jusqu’à 60 GHz.

 

Le processus de fabrication du matériau composite repose sur l’extrusion, technique largement utilisée dans la production de plastiques et possédant un haut niveau d’automatisation, d’où une forte réduction des coûts par rapport aux matériaux utilisés jusqu’à présent.

 

Le nouveau substrat a été testé à travers un prototype de carte électronique dénommé « LuVo Board » [1] fabriqué par l’entreprise Heger GmbH à Norderstedt (Schleswig-Holstein). En cas de forte dilatation du circuit imprimé, il a été observé que la quantité d’humidité de l’air pénétrant à l’intérieur de celui-ci a été diminuée par l’utilisation de renforts céramiques dans le matériau composite. Par ailleurs, le substrat est extrêmement résistant à la chaleur et ne nécessite pas de protection supplémentaire contre le feu. La carte « LuVo Board » est entièrement recyclable et respecte la directive de l’Union européenne RoHS sur la restriction de l’utilisation de certaines substances dangereuses dans les équipements électriques et électroniques.

 

Pour ses nombreuses applications dans le domaine aéronautique et spatial, le projet bénéficie d’un financement dans le cadre du programme en recherche aéronautique du Sénat de Hambourg. A partir de juin 2011 débute un projet visant à remplacer les éléments en plastique des circuits imprimés par des ressources renouvelables sans que la qualité de fonctionnement ne soit diminuée ou que les coûts de production ne soient augmentés.

 

Pour en savoir plus, contacts :

  • [1] Plus d’informations sur la carte électronique « LuVo Board » (en allemand) : http://www.hegergmbh.com/index.php?option=com_content&view=article&id=151%3Aauf-hochfrequenz-ausgerichtet&catid=43%3Apresse&Itemid=122
  • Prof. Dr.-Ing. Volker Altstädt – Chaire en matériaux polymères de l’Université de Bayreuth – email : altstaedt@uni-bayreuth.de
  • Dr.-Ing. Felipe Wolff Fabris – Chaire en matériaux polymères de l’Université de Bayreuth – email : felipe.wolff-fabris@uni-bayreuth.de

 

Source :

« Neuer Verbundstoff für Hochfrequenz-Leiterplatten: kostengünstig, hitzebeständig, recyclingfähig », communiqué de presse de l’Université de Bayreuth – 14/06/2011 – http://www.uni-bayreuth.de/blick-in-die-forschung/17-2011.pdf

 

Rédacteur :

Lucas Ansart, lucas.ansart@diplomatie.gouv.fr – https://www.science-allemagne.fr