(a) Photographie de la feuille de Cu extrêmement lisse et de son image de surface. (b) Photographie de l'ensemble feuille de Cu/PTFE pendant le test de pelage à 90°. Crédit :M. Nishino et al.
La quantité de communication numérique qui soutient notre vie quotidienne continue d'augmenter. Cela signifie qu'il y a un besoin constant d'améliorer le matériel, y compris l'optimisation des performances des cartes de circuits imprimés (PWB). Des chercheurs de l'Université d'Osaka ont démontré une méthode pour combiner fortement le polytétrafluoroéthylène (PTFE) et une feuille de cuivre lisse. Ils ont présenté leurs découvertes au congrès INTERFINISH2020.
Parce que l'information numérique véhiculée par les systèmes de communication est de plus en plus complexe, la fréquence des transmissions doit augmenter. Cependant, à mesure que la fréquence augmente, la perte de transmission du composant de conduction du circuit augmente également. Par conséquent, les matériaux doivent être continuellement améliorés pour créer des PWB prêts pour l'avenir.
Le cuivre est le matériau de câblage de prédilection pour les PWB car il est hautement conducteur, et transporte ainsi efficacement l'information jusqu'à sa destination. Il n'y a actuellement rien de supérieur au cuivre pour cette tâche, l'objectif d'amélioration est donc de réduire la perte de transmission du matériau de support.
Le PTFE est idéal pour ce rôle car il a à la fois une faible constante diélectrique relative et une faible tangente de perte diélectrique ; cependant, Le PTFE n'aime pas coller aux choses. Une couche intermédiaire est souvent utilisée entre le PTFE et le cuivre pour améliorer l'adhérence, mais l'utilisation de ces couches est un compromis car elles augmentent les pertes d'insertion.
Dans cette étude, les chercheurs ont créé une méthode sans adhésif pour coller du PTFE disponible dans le commerce sur une feuille de cuivre avec une force d'adhérence élevée, éliminant ainsi le besoin d'une couche intermédiaire.
Comparaison de la carte de circuit imprimé développée et des alternatives conventionnelles. Crédit :M. Nishino et al.
"Notre technique implique ce que l'on appelle le traitement au plasma assisté par la chaleur (HAP), " explique le premier auteur Misa Nishino. " Nous avons soumis le PTFE à un HAP pour rendre la surface plus collante, puis pressé les deux couches ensemble à haute température pour s'assurer qu'elles étaient fortement liées."
L'équipe de recherche a examiné le PTFE pur et un tissu tissé à partir de verre et de PTFE et a constaté que les deux présentaient une adhérence significativement accrue à la feuille de cuivre après le traitement HAP. En outre, la surface très lisse de la feuille de cuivre signifiait que la transmission pouvait avoir un chemin sans obstruction, minimiser les pertes.
Assemblages feuille de Cu/PTFE pur et feuille de Cu/tissu de verre contenant du PTFE avant et après le test de pelage à 90° (n =2). Crédit :M. Nishino et al.
"Notre méthode est à la fois simple et écologique, ce qui en fait une option très attrayante pour les processus à grande échelle, ", déclare l'auteur correspondant de l'étude, Yuji Ohkubo. "Nous prévoyons que nos résultats seront utilisés pour créer des PWB haute fréquence qui contribueront à l'amélioration des appareils numériques pour le monde 5G et au-delà."
