Préimprégné

Un préimprégné (en anglais : prepreg) est un produit semi-fini constitué d'une résine (aussi appelée matrice) thermodurcissable ou d'un polymère thermoplastique imprégnant un renfort (exemples : mat, tissu, stratifil)[1],[2].

Ce composite fortement chargé est destiné au moulage à chaud sous pression pour fabriquer un produit fini.

Typologie

On distingue deux familles :

  • les préimprégnés en feuille[1] ou mélanges à mouler en feuille[2] (en anglais : sheet molding compound[3] (SMC)) sont destinés à être mis en œuvre par compression. Ils sont constitués d’une nappe de fibres non tissées, d’une résine thermodurcissable et de charges. D'autres exemples sont les HMC, XMC et TMC (mélange à mouler épais[2], en anglais : thick moulding compound[3]) ;
  • les préimprégnés en vrac[1] ou mélanges à mouler en vrac[2] (en anglais : bulk molding compound[3] (BMC)) sont aussi destinés à être mis en œuvre par compression. Ils se présentent sous la forme d’une pâte constituée d’un renfort de fibres coupées, d’une résine thermodurcissable et de charges. D'autres exemples sont les DMC (mélange à mouler en pâte[2], en anglais : dough moulding compound[3]) et ZMC. Les ZMC ont des fibres beaucoup plus longues que les BMC conventionnels, ce qui améliore leurs propriétés mécaniques. Les ZMC ont été développés en France en 1979 pour des éléments de carrosserie de certaines automobiles[réf. nécessaire].

Application au circuit imprimé

Le prépreg constitue le support d'une grande majorité de circuits imprimés. Il existe dans ce domaine plusieurs densités de tissage (grammage) des fibres de verre selon les besoins. Le tissu est imprégné de résine époxyde. Le tissu et la résine sont choisis pour se lier à chaud. En présence de durcisseur, la résine thermodurcissable polymérise lors du moulage à chaud, et crée des liaisons chimiques avec le tissu. Le prépreg doit donc être stocké au frais pour éviter une réticulation.

De nombreuses variantes de prépreg ont été développées pour toutes les applications possibles de circuits imprimés. Les résines contiennent des agents chimiques améliorant les caractéristiques les plus critiques du prépreg : (liste non exhaustive)

  • résistance aux chocs thermiques ;
  • résistance au feu par ajout d'un additif ignifugeant bromé (génération des composites FR (Flamme Retardant), appelés par abus de langage FR-4) ;
  • coefficient de dilatation.

Le tissu a un effet significatif sur la résistance mécanique du matériau. Le coefficient de dilatation doit être minimisé pour permettre la tenue dans le temps des pistes métallisées qui seront imprimées, et des éventuelles couches de résines qui peuvent être ajoutées. Le tissu contribue notamment à abaisser ce coefficient dans le plan du support.

Avantages

L'avantage par rapport à l'injection d'une résine dans un renfort sec est une meilleure tenue à l'impact grâce à la présence de thermoplastique dans la résine. La présence de ce thermoplastique augmente fortement la viscosité de la résine et rend donc très difficile l'imprégnation du tissu sec d'où l’utilisation du préimprégné.

Un autre avantage est que le préimprégné colle sur lui-même ou sur un moule ce qui évite l'utilisation de liant pour le préformage.

Références
  1. « Vocabulaire de la chimie et des matériaux : Termes, expressions et définitions publiés au Journal officiel », FranceTerme, 2018.
  2. « ISO 8604:1988(fr) Plastiques — Préimprégnés — Définitions de termes et symboles pour les désignations », sur iso.org.
  3. (en) « ISO 8604:1988(en) Plastics — Prepregs — Definitions of terms and symbols for designations », sur iso.org.

Annexes

Articles connexes

Bibliographie
  • R. Bourgeois, H. Chauvel et J. Kessler, Mémotech Génie des matériaux, Paris, Casteilla, , 528 p. (ISBN 2-7135-2246-3)
  • (en) Clyde F. Coombs, Coombs' Printed Circuits Handbook, Paris, McGraw-Hill Professional, , 5e éd., 1200 p. (ISBN 0-07-135016-0)
  • Portail de la chimie
  • Portail de l’électricité et de l’électronique
  • Portail des sciences des matériaux
Cet article est issu de Wikipedia. Le texte est sous licence Creative Commons - Attribution - Partage dans les Mêmes. Des conditions supplémentaires peuvent s'appliquer aux fichiers multimédias.