| FR-4 standard (verre-époxy, Tg ≈ 130-140 °C) |
- Coût faible
- Filière de fabrication mature et largement disponible
- Bon compromis mécanique/électrique pour la majorité des usages
|
- Tenue thermique limitée en cyclage sévère ou refusions multiples
- Contient des retardateurs de flamme halogénés dans sa version standard
|
- Cartes grand public et industrielles générales
- Boîtiers non soumis à de fortes contraintes thermiques
|
| FR-4 High-Tg (Tg ≥ 170 °C) |
- Meilleure tenue thermique et mécanique en cyclage
- Meilleure stabilité dimensionnelle, adapté aux refusions sans plomb
|
- Surcoût par rapport au FR-4 standard
- Disponibilité plus limitée selon fabricant
|
- Cartes multicouches denses
- Automobile, industriel, assemblages à refusions multiples (BGA/QFN)
|
| FR-4 sans halogène |
- Suppression des retardateurs de flamme bromés/chlorés
- Réduction de la toxicité des fumées en cas de combustion
- Conformité aux exigences environnementales renforcées (IEC 61249-2-21)
|
- Coût généralement supérieur au FR-4 standard
- Propriétés mécaniques/thermiques parfois légèrement inférieures selon formulation
|
- Cahiers des charges imposant l'absence d'halogènes
- Ferroviaire, bâtiment, certains marchés grand public
|
| CEM-1 / CEM-3 (composite époxy, base cellulose ou verre non tissé) |
- Coût inférieur au FR-4 sur cartes simple/double face
- Adapté au perçage mécanique simple
|
- Tenue mécanique et thermique inférieure au FR-4
- Non adapté aux structures multicouches complexes
- CEM-1 sensible à l'humidité
|
- Cartes simple/double face bas coût
- Électronique grand public non critique
|
| Polyimide (substrat flexible) |
- Excellente tenue thermique (jusqu'à 200-260 °C selon formulation)
- Flexibilité mécanique, pliage et mouvement répété possibles
- Réduction de volume/masse par suppression de câbles et connecteurs
|
- Coût élevé par rapport aux substrats rigides
- Procédés de fabrication plus complexes (laminage, renforts, vias flex)
- Sensibilité à l'absorption d'humidité selon formulation
|
- Interconnexions 3D remplaçant câbles et connecteurs
- Cartes soumises à mouvement ou pliage
- Produits contraints en volume (wearables, médical, aéronautique)
|
| Laminés hyperfréquence (PTFE, céramique-PTFE) |
- Faible constante diélectrique (Dk) et faibles pertes (Df), stables en fréquence et température
- Comportement RF prévisible pour la conception d'antennes et de circuits hyperfréquence
|
- Coût très supérieur au FR-4
- Procédés de fabrication spécifiques (perçage, métallisation, état de surface)
- Nombre limité de fabricants qualifiés
|
- Radars, télécommunications RF/microondes, antennes, satellites
|
| Substrat métallique isolé — IMS/SMI (aluminium ou cuivre + diélectrique thermique) |
- Conductivité thermique élevée du diélectrique (≈ 1 à 12 W/m·K)
- Dissipation thermique nettement supérieure à un FR-4 standard
- Bonne rigidité mécanique
|
- Nombre de couches limité (typiquement 1 à 4)
- Masse plus élevée qu'un substrat organique classique
- Coût supérieur, retouche/réparation limitée
|
- Éclairage LED de puissance
- Modules de conversion d'énergie, automobile, industriel à forte dissipation thermique
|
| Céramique (alumine Al2O3, nitrure d'aluminium AlN) |
- Conductivité thermique très élevée (notamment AlN)
- Excellente stabilité dimensionnelle et tenue en température
- Faibles pertes diélectriques adaptées à la haute fréquence
|
- Coût élevé
- Fragilité mécanique (matériau cassant)
- Densité de routage et dimensions de carte limitées
|
- Modules de puissance
- Électronique RF/hyperfréquence à forte dissipation thermique
- Environnements sévères (défense, spatial)
|
