Eléments pour interconnexions

COTELEC - ZA de Courtabœuf
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Composants & Technologies pour l'Electronique
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cotelec
N° 33
Eléments pour interconnexions
Elastomères
Cotelec commercialise une famille
de matériaux hautes performances,
spécifiquement conçus pour les interconnexions électriques à haute densité.
Ces matériaux élastomères conducteurs
anisotropes (ACE)® sont appelés
Interconnexions Elastomères.
Les Interconnexions Elastomères assurent
des connexions électriques uniformes
entre les surfaces antagonistes des
contacts, à l’aide de colonnes conductrices, réparties régulièrement dans une
feuille de caoutchouc silicone.
Les Interconnexions Elastomères sont
formulées sur mesures, en fonction
du pas des plots de l’application.
Se caractérisant par une excellente
conductance transversale et une isolation
dans le plan élevée, les propriétés des
Interconnexions Elastomères en font
une solution idéale pour les applications
exigeant des interconnexions non planaires à pas fin.
De par sa formulation et sa fabrication,
le matériau assure une absorption
élevée des chocs mécaniques, tout en
conservant une stabilité mécanique
supérieure sur une durée de vie en
utilisation prolongée.
Kapton
Nous commercialisons également un
produit dénommé Particle Interconnect®
(PI) et fournissons les supports de test les
plus fins disponibles pour les CMS.
PI est sans équivalent pour les impératifs
de test à haute vitesse ou haute fréquence
et assure une impédance vraie contrôlée,
testée jusqu’à 28 GHz.
La base de la technologie PI est constituée
par des cristaux de diamant à métallisation individuelle, sélectionnés à des
niveaux allant de 10 à 50 microns.
Ces particules de diamant sont électrodéposées de façon sélective sur les rubans
du substrat, à l’aide d’un procédé photosensible standard.
La PI crée un "micro lit de clous" qui
assure le contact électrique par pénétration d’oxydes, au lieu du glissement
traditionnel des contacts standards.
Le dispositif testé est pressé sur le "lit de
clous" PI, qui perce l’oxydation superficielle des fils du composant et constitue
un joint étanche aux gaz. La pénétration
type des particules est d’environ 5 à 10
microns.
L’interconnexion PI possède l’intégrité
électrique d’un raccord soudé, comme le
démontrent les résultats au réflectomètre
optique ou la comparaison directe.
La résistance de contact est extrêmement
faible environ 3 milliohms.
L’utilisation de la technologie PI se traduit
par de nombreux avantages.
La coplanarité des fils est préservée
avec un contact parfait à environ 10
à 12 grammes par fil.
Outre l’intégrité planaire des signaux
et des fils, la technologie PI assure un
environnement de test d’extrêmement
longue durée.
Lorsqu’ils sont correctement mis en œuvre
et conformes aux règles de conception
mécanique PI des fabricants, les contacts
durent plus de 3 millions d’insertions.
Les contacts peuvent être facilement
reconditionnés pour en éliminer les
impuretés, par une simple opération de
refusion à l’aide de flux et d’un fer
à souder.
cotelec
N° 33
Elastomères
Spécifications techniques
Le type d’Interconnexion Elastomère le plus fréquemment utilisé est décrit
dans le tableau ci-dessous. L’Interconnexion Elastomère peut être conçue de
manière à faire varier la teneur en charge conductrice et/ou l’épaisseur de
la feuille. Les matériaux peuvent donc être dotés d’une élasticité et d’une
résolution latérale (taille minimum des plots, espacement métal-métal)
différentes, si on le désire.
Caractéristiques
● Elastomère à conductivité anisotrope (ACE®).
● Eléments conducteurs à pas fin.
● Matériau élastique auto-positionneur.
● Interconnexion aux supports de test.
● Connexions facilement détachables et réutilisables.
Type d'interconnexion
Paramètre
● Matrice polymère à élasticité élevée.
● Excellentes propriétés électriques :
faible résistance transversale, longueur conductrice réduite
et faible inductance.
● Matériau robuste, de grande longévité :
propriétés électriques et thermiques extrêmement stables.
● Permet les interconnexions non planaires;
découpe ou moulage facile pour permettre des dimensions
et configurations géométriques variables.
● Convient aux applications haute fréquence
jusqu’à 2 Ghz et au-delà.
● Durée de vie prolongée en utilisation : lavable à l’eau,
supporte une utilisation répétée.
● Maintient des performances élevées à 85°C
et 85% d’humidité.
● Utilisable comme matériau de transfert thermique.
ACE® est une marque de fabrique de Paricon
10
mils
<100 Ib.)
<6
mils
Pas
50
-
Epaisseur (non comprimé)
15
mils
Dureté (Shore A)
55
-
Espacement minimum entre plots
420
psi
Allongement
81
%
Résistance au déchirement
51
ppi
Tension de claquage (espace de 10,0 mils)
1000
v
Résistance de contact (plot de 25 x 25 mils)
<20
mΩ
>1011
Ω
Variation <1%
-
Contacts plaqués or
>1011
Ω
Contacts soudés
>1011
Ω
Variation <5%
-
Résistance à la traction
● Conduction du courant uniquement dans le sens vertical
ou dans l’axe des Z; non conducteur dans le sens
planaire ou dans l’axe des X et des Y.
● Recommandé pour les tests, le vieillissement accéléré
et le montage sur support en production.
mils
Elasticité : (déplacement total pour une charge
Avantages
● Excellente alternative pour le test des boîtiers de puce
à pas fin et des cartes nues à plots de montage en surface.
22 x 22
Taille minimum des plots
● Conductivité thermique supérieure.
● Réduit les coûts et la main-d’œuvre;
l’alignement précis des contacts est inutile.
Unité
Caractéristiques Physiques
● Plages d’humidité et de température de fonctionnement
étendues.
● Idéal pour les interconnexions à haute densité et à fiabilité
élevée.
Interconnexion
Elastomère standard
de 1,27 mm
Caractéristiques Electriques
Résistance d'isolement (espace de 10 mils)
Fiabilité
Cycles de température (résistance de contact au
bout de 315 cycles, -20 à +100°C) :
Contacts plaqués or
Essais de polarisation -température-humidité
(résistance d'isolement au bout de 1300 heures,
85°C/85% H.R./100 Vc.c., espace de 25 mils) :
Atmosphère corrosive (résistance de contact au
bout de 1000 heures avec cycles de températures
et d'humidité) :
Contacts plaqués or
cotelec
N° 33
Informations sur le produit
Facile à utiliser
Les Interconnexions Elastomères conviennent parfaitement aux interconnexions d’E/S à haute densité rendant le soudage difficile par exemple,
les connexions de matrices de grille de LAN et les interconnexions de test des composants. Les interconnexions s’effectuent tout simplement en
plaçant l’Interconnexion Elastomère entre les plots à assembler et en exerçant une pression. De plus, le démontage simple et rapide des
Interconnexions Elastomères facilite la modularité, les raccordements sur place, la réparation des composants et l’utilisation de composants de
test. Du fait de l’élimination de la soudure et du flux, les tests ou réparations n’entraînent aucune détérioration thermique et l’utilisation de
solvants de nettoyage dangereux est supprimée.
Résilience naturelle
Le principal ingrédient de l’Interconnexion Elastomère est constitué par du caoutchouc silicone à résilience naturelle. Son élasticité permet au
matériau de compenser les irrégularités superficielles entre les composants assemblés; cette caractéristique réduit les coûts en composants et
assemblage et les taux de rejet. Intrinsèquement fiable et réutilisable, le matériau de base en caoutchouc silicone est doté de solides propriétés
mécaniques et peut être utilisé en toute confiance dans les environnements rigoureux. Les Interconnexions Elastomères peuvent être façonnées et
découpées facilement, apportant aux concepteurs une plus grande souplesse de configuration et de modification du produit.
Fiabilité élevée
La fiabilité de l’Interconnexion Elastomère pour les ensembles de connecteurs prototypes a été prouvée de manière approfondie par l’utilisation
de méthodes de test normalisées pour la qualification de connecteurs et de cartes à circuits imprimés Bell Laboratories. L’aptitude des
Interconnexions Elastomères à supporter des déviations répétées à compression élevée a été vérifiée jusqu’à 30 000 cycles (limite du test) sur des
connecteurs plaqués or, dans des conditions de laboratoire. Aucune méthode de manipulation spéciale ne s’impose. Le matériau se nettoie
facilement à l’eau; la surface peut être nettoyée à l’air comprimé pour la débarrasser des particules qui la souillent.
Kapton
Spécifications des matériaux de base des PCB
Kapton : le procédé actuel exige une épaisseur minimum de 0,002” (50 microns)
FR-4 : le procédé actuel permet des épaisseurs de 0,002” à 0,200” (50 microns à 5 mm)
TMM : le procédé actuel exige une épaisseur minimum de 0,020” (0,5 mm)
Polyamide rigide : le procédé actuel exige une épaisseur minimum de 0,005” (0,13 mm)
GTEK : le procédé actuel exige une épaisseur minimum de 0,005” (0,13 millimètres)
Nous pouvons fabriquer des PCB composites avec des matériaux de carte multiples.
Exemple : fin stratifié de TMM3 sur FR-4 épais rigide. Ce procédé a ses limites et peut
exiger des frais de manipulation spéciaux.
Spécifications de métallisation
finale des PI/EPP
Couche supérieure de nickel : revêtement type
de 140-160 micropouces (3,5 à 4 microns).
Placage brasé : en cas d’utilisation avec un
vernis photosensible de gravure, l’épaisseur
type est de 0,0003” (10 microns) maximum.
Refusion de soudure : épaisseur type de
0,0003” (10 microns) maximum.
Couche supérieure d’or : épaisseur type
de 20 à 40 micropouces (0,5 à 1,2 microns).
Spécifications de diamètre
des particules
Nous vous offrons le choix entre trois diamètres
de particules :
— 0,002”/50 microns
— 0,001”/25 microns (standard)
— 0,0005”/10 microns
Le choix du diamètre de particules revient au
client, mais nous déconseillons d’utiliser des
particules de grand diamètre sur des détails
de petite taille. Nous conseillons un rapport
d’au moins 20:1 entre la plus petite
dimension du détail EPP et le diamètre de
par ticule. Autrement dit, la plus petite
dimension des détails devra être de 0,020”
(0,5 mm) en cas d’utilisation de particules de
0,001” (25 microns). De petites particules
peuvent être utilisées sur des géométries plus
importantes.
Procédé de fabrication
La "particulisation" est l’opération permettant
de fabriquer les circuits imprimés en y intégrant
Par ticle Interconnect. La par ticulisation
constitue une opération supplémentaire
durant le procédé de fabrication courant des
circuits imprimés. Le substrat est tout d’abord
percé et métallisé pour remplir les trous.
1) Les plots de nickel sont revêtus là où la
carte doit être dotée d’un détail à PI.
2) Les particules formant PI sont déposées sur
les plots de nickel.
3) Une seconde couche de nickel est métallisée
sur les détails à particules, pour constituer
l’adhésif qui fixera solidement les particules
aux plots de base.
4) La carte est ensuite métallisée, gravée et
finie comme tout autre C.I.
N° 33
Kapton
Exemples de configurations développées
Boîtiers DIP
Composants à deux faces,
SOIC, SSOP, QSOP
Quad Flat Packs périphériques
Quad Flat Packs (QFN);
Quad Flats, No Leads (cheep-carriers sans fils);
MLF (micro grille de connexion) , MQFP
Boîtiers de matrices
BGA,
PBGA (Plastic Ball Grid Array),
uBGA (Micro BGA) etc.
cotelec