Industria materialelor pentru PCB a petrecut mult timp dezvoltând materiale care oferă cea mai mică pierdere de semnal posibilă. Pentru proiectele de mare viteză și înaltă frecvență, pierderile vor limita distanța de propagare a semnalului și vor distorsiona semnalele și vor crea o deviație de impedanță care poate fi observată în măsurătorile TDR. Pe măsură ce proiectăm orice placă de circuite imprimate și dezvoltăm circuite care funcționează la frecvențe mai mari, poate fi tentant să optați pentru cel mai fin cupru posibil în toate proiectele pe care le creați.

Deși este adevărat că rugozitatea cuprului creează deviații suplimentare de impedanță și pierderi, cât de netedă trebuie să fie folia de cupru? Există câteva metode simple pe care le puteți utiliza pentru a depăși pierderile fără a selecta cupru ultra-neted pentru fiecare design? Vom analiza aceste puncte în acest articol, precum și ce puteți căuta dacă începeți să cumpărați materiale pentru stivuirea PCB-urilor.

Tipuri deFolie de cupru PCB

În mod normal, când vorbim despre cupru pe materialele PCB, nu vorbim despre tipul specific de cupru, ci doar despre rugozitatea acestuia. Diferite metode de depunere a cuprului produc pelicule cu valori diferite de rugozitate, care pot fi distinse clar într-o imagine de microscop electronic cu scanare (SEM). Dacă veți opera la frecvențe înalte (în mod normal, WiFi de 5 GHz sau mai mult) sau la viteze mari, atunci acordați atenție tipului de cupru specificat în fișa tehnică a materialului.

De asemenea, asigurați-vă că înțelegeți semnificația valorilor Dk dintr-o fișă tehnică. Urmăriți această discuție podcast cu John Coonrod de la Rogers pentru a afla mai multe despre specificațiile Dk. Având în vedere acest lucru, haideți să analizăm câteva dintre diferitele tipuri de folie de cupru pentru PCB.

Electrodepus

În acest proces, un tambur este învârtit printr-o soluție electrolitică, iar o reacție de electrodepunere este utilizată pentru a „crește” folia de cupru pe tambur. Pe măsură ce tamburul se rotește, pelicula de cupru rezultată este înfășurată încet pe o rolă, rezultând o foaie continuă de cupru care poate fi ulterior rulată pe un laminat. Partea tamburului a cuprului va avea în esență rugozitatea tamburului, în timp ce partea expusă va fi mult mai rugoasă.

Folie de cupru PCB electrodepusă

Producția de cupru electrodepus.
Pentru a fi utilizat într-un proces standard de fabricație a PCB-urilor, partea rugoasă a cuprului va fi mai întâi lipită de un dielectric din rășină de sticlă. Cuprul expus rămas (partea tamburului) va trebui să fie rugosit intenționat chimic (de exemplu, prin gravare cu plasmă) înainte de a putea fi utilizat în procesul standard de laminare a placajului de cupru. Acest lucru va asigura că poate fi lipit de următorul strat din stivuirea PCB-ului.

Cupru electrodepus tratat la suprafață

Nu știu care este cel mai bun termen care să cuprindă toate tipurile diferite de suprafețe tratate.folii de cupru, de unde și titlul de mai sus. Aceste materiale din cupru sunt cel mai bine cunoscute sub numele de folii tratate invers, deși sunt disponibile și alte două variante (vezi mai jos).

Foliile tratate invers utilizează un tratament de suprafață aplicat pe partea netedă (partea tamburului) a unei foi de cupru depuse electrolizat. Un strat de tratament este doar un strat subțire care rugosește intenționat cuprul, astfel încât acesta va avea o aderență mai mare la un material dielectric. Aceste tratamente acționează și ca o barieră de oxidare care previne coroziunea. Când acest cupru este utilizat pentru a crea panouri laminate, partea tratată este lipită de dielectric, iar partea rugoasă rămasă rămâne expusă. Partea expusă nu va necesita nicio rugozitate suplimentară înainte de gravare; va avea deja suficientă rezistență pentru a se lipi de următorul strat din stiva PCB.

Trei variante ale foliei de cupru tratate invers includ:

Folie de cupru rezistentă la alungire la temperatură înaltă (HTE): Aceasta este o folie de cupru depusă electrolizat, conformă cu specificațiile IPC-4562 Gradul 3. Fața expusă este, de asemenea, tratată cu o barieră de oxidare pentru a preveni coroziunea în timpul depozitării.
Folie tratată dublu: În cazul acestei folii de cupru, tratamentul se aplică pe ambele părți ale peliculei. Acest material este uneori numit folie tratată pe partea tamburului.
Cupru rezistiv: Acesta nu este clasificat în mod normal drept cupru tratat la suprafață. Această folie de cupru folosește un strat metalic peste partea mată a cuprului, care este apoi rugoasă până la nivelul dorit.
Aplicarea tratamentului de suprafață în aceste materiale de cupru este simplă: folia este rulată prin băi electrolitice suplimentare care aplică o placare secundară cu cupru, urmată de un strat de însămânțare barieră și, în final, un strat de peliculă anti-oxidare.

Folie de cupru PCB

Procese de tratare a suprafețelor pentru folii de cupru. [Sursa: Pytel, Steven G., et al. „Analiza tratamentelor cu cupru și a efectelor asupra propagării semnalului.” În 2008, ediția a 58-a a Conferinței privind Componentele Electronice și Tehnologia, pp. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Cu aceste procese, aveți un material care poate fi ușor utilizat în procesul standard de fabricare a plăcilor, cu o prelucrare suplimentară minimă.

Cupru laminat-recopt

Foliile de cupru laminate și recoapte vor trece o rolă de folie de cupru printr-o pereche de role, care vor lamina la rece foaia de cupru la grosimea dorită. Rugozitatea foii de folie rezultată va varia în funcție de parametrii de laminare (viteză, presiune etc.).

Foaia rezultată poate fi foarte netedă, iar striațiile sunt vizibile pe suprafața foii de cupru laminate și recoapte. Imaginile de mai jos prezintă o comparație între o folie de cupru depusă electrolizat și o folie laminată și recoaptă.

Comparație folie de cupru PCB

Comparație între foliile depuse electrolizat și cele recoapte laminate.
Cupru cu profil redus
Acesta nu este neapărat un tip de folie de cupru pe care l-ați fabrica printr-un proces alternativ. Cuprul cu profil redus este cupru electrodepus, tratat și modificat printr-un proces de micro-asperizare pentru a oferi o rugozitate medie foarte scăzută, cu o rugozitate suficientă pentru aderența la substrat. Procesele de fabricare a acestor folii de cupru sunt în mod normal brevetate. Aceste folii sunt adesea clasificate ca fiind cu profil ultra-redus (ULP), profil foarte redus (VLP) și pur și simplu cu profil redus (LP, rugozitate medie de aproximativ 1 micron).

Articole similare:

De ce se folosește folia de cupru în fabricarea PCB-urilor?

Folie de cupru utilizată în placa de circuite imprimate