Moulage de substrats de circuits imprimés en céramique : les méthodes les plus couramment utilisées

Dans cet article de blog, nous examinerons les méthodes les plus couramment utilisées pour façonner les substrats de circuits imprimés en céramique.

Le moulage de substrats de circuits imprimés en céramique est un processus important dans la fabrication d’équipements électroniques. Les substrats céramiques ont une excellente stabilité thermique, une résistance mécanique élevée et une faible dilatation thermique, ce qui les rend idéaux pour des applications telles que l'électronique de puissance, la technologie LED et l'électronique automobile.

1. Moulage :

Le moulage est l’une des méthodes les plus largement utilisées pour former des substrats de circuits imprimés en céramique. Il s’agit d’utiliser une presse hydraulique pour comprimer la poudre céramique dans une forme prédéterminée. La poudre est d’abord mélangée à des liants et autres additifs pour améliorer son écoulement et sa plasticité. Le mélange est ensuite versé dans la cavité du moule et une pression est appliquée pour compacter la poudre. Le compact résultant est ensuite fritté à haute température pour éliminer le liant et fusionner les particules de céramique pour former un substrat solide.

2. Casting :

Le moulage de bandes est une autre méthode populaire pour la formation de substrats de circuits imprimés en céramique, en particulier pour les substrats minces et flexibles. Dans ce procédé, une suspension de poudre céramique et de solvant est étalée sur une surface plane, telle qu'un film plastique. Une racle ou un rouleau est ensuite utilisé pour contrôler l'épaisseur de la suspension. Le solvant s'évapore, laissant une fine bande verte, qui peut ensuite être découpée selon la forme souhaitée. Le ruban vert est ensuite fritté pour éliminer tout solvant et liant restants, ce qui donne un substrat céramique dense.

3. Moulage par injection :

Le moulage par injection est généralement utilisé pour mouler des pièces en plastique, mais il peut également être utilisé pour des substrats de circuits imprimés en céramique. Le procédé consiste à injecter de la poudre de céramique mélangée à un liant dans la cavité du moule sous haute pression. Le moule est ensuite chauffé pour éliminer le liant, et le corps cru résultant est fritté pour obtenir le substrat céramique final. Le moulage par injection offre les avantages d’une vitesse de production rapide, de géométries de pièces complexes et d’une excellente précision dimensionnelle.

4. Extrusion :

Le moulage par extrusion est principalement utilisé pour former des substrats de circuits imprimés en céramique présentant des formes de section transversale complexes, telles que des tubes ou des cylindres. Le processus consiste à forcer une pâte céramique plastifiée à travers un moule ayant la forme souhaitée. La pâte est ensuite coupée aux longueurs souhaitées et séchée pour éliminer toute humidité ou solvant résiduel. Les pièces crues séchées sont ensuite cuites pour obtenir le substrat céramique final. L'extrusion permet la production continue de substrats aux dimensions constantes.

5. Impression 3D :

Avec l’avènement de la technologie de fabrication additive, l’impression 3D devient une méthode viable pour mouler des substrats de circuits imprimés en céramique. Dans l’impression 3D céramique, la poudre céramique est mélangée à un liant pour former une pâte imprimable. Le coulis est ensuite déposé couche par couche, selon un dessin généré par ordinateur. Après l'impression, les parties vertes sont frittées pour éliminer le liant et fusionner les particules de céramique pour former un substrat solide. L'impression 3D offre une grande flexibilité de conception et permet de produire des substrats complexes et personnalisés.

En bref

Le moulage de substrats de circuits imprimés en céramique peut être réalisé par diverses méthodes telles que le moulage, le moulage de bandes, le moulage par injection, l'extrusion et l'impression 3D. Chaque méthode a ses avantages et le choix repose sur des facteurs tels que la forme souhaitée, le débit, la complexité et le coût. Le choix de la méthode de formage détermine en fin de compte la qualité et les performances du substrat céramique, ce qui en fait une étape critique dans le processus de fabrication des dispositifs électroniques.