Stabilité dimensionnelle des circuits imprimés multicouches : influence du renfort

Dimensional stability of printed circuit boards: influence of the reinforcement

• Auteur / Autrice : Jean-Christophe Minni
• Direction : Alain Vautrin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique et ingéniérie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composites

Circuits imprimés

Résumé

La tendance actuelle de développement en électronique est l'augmentation des fonctionnalités qu'un circuit intégré peut réaliser. Pour atteindre ce développement technologique, les composants et le procédé de fabrication doivent être améliorés. Un composant majeur est le circuit imprimé multicouche. Pour intégrer ces nouveaux composants, des circuits imprimés multicouches ont été conçus et produits. Néanmoins, par manque de connaissances actuelles des propriétés des matériaux et du procédé de fabrication, le bon niveau de robustesse ne peut être atteint. Cela signifie que des défauts de connexions entre les plis de cuivre apparaissent pendant la fabrication. Cette étude propose : d'introduire les bases sur la stabilité dimensionnelle des circuits imprimés, de présenter un modèle analytique multiéchelle pour prédire les contraintes et déformations dans les circuits imprimés pendant leur fabrication, d'associer la modélisation à la détermination des paramètres expérimentaux réalistes et à la simulation statistique de Monte Carlo, de présenter une approche expérimentale pour mesurer les déformations dans les circuits imprimés pendant le procédé La modélisation multiéchelle prend en compte les différents niveaux de la structure du circuit imprimé. Cela va du fil imprégné de la cellule élémentaire de tissu du pli composite à l'échelle du circuit imprimé en passant par le pli composite et le pli hybride de cuivre gravé représentants la couche interne. Cette étude permet d'apprécier l'importance des paramètres impliqués dans la stabilité dimensionnelle des circuits imprimés, de définir quels paramètres doivent être mesurer avec précision et de prévoir les déplacements au sein des circuits imprimés pendant la fabrication. Cela contribue au développement de nouveaux renforts pour les circuits imprimés ainsi que l'optimisation des paramètres du procédé.

The present development trend in electronics is the increase of functions that a integrated circuit can operate. To achieve this technological development, devices and manufacturing process should be improved. One major device is the multilayer board. To integrate new components, more complex multilayer printed circuit boards have to be designed and produced. Nevertheless, due to the lack of actual knowledge of material properties and manufacturing process, the right level of realibity could not be achieved. It means that defaults of connections between internal copper plies occur during the manufacturing. This present study proposes : to introduce some basis on printed circuit boards stability, to present a multiscale analytical modelling to prdict strains and stresses in printed circuit boards during processing, to associate modelling with realistic experimental parameters determination and statistical Monte Carlo simulation, to present an experimental approach to mesure strains during processing in printed circuit boards. The multiscale modelling takes into account the different levels of the printed circuit board structure. It goes from the impregnated yarn of the fabric unit cell of the composite ply to the printed circuit board level with in between the composite ply and the etched copper hybrid ply representative of the innerlayer. The present study permits to appreciate the importance of parameters involve in dimensional stability of printed circuit boards, to define which parameters need to be measured with accuracy and to predict displacements of printed circuit boards during processing. It contributes to the development of new reinforcements to be utilized in printed circuit boards as well as to the optimization of the process parameters.