Industria materialelor PCB a petrecut o cantitate semnificativă de timp pentru a dezvolta materiale care oferă cea mai mică pierdere de semnal posibilă. Pentru proiecte de mare viteză și frecvență înaltă, pierderile vor limita distanța de propagare a semnalului și vor distorsiona semnalele și vor crea o abatere de impedanță care poate fi observată în măsurătorile TDR. Pe măsură ce proiectăm orice placă de circuit imprimat și dezvoltăm circuite care funcționează la frecvențe mai mari, poate fi tentant să optezi pentru cel mai neted cupru posibil în toate modelele pe care le creați.

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

Tipuri deFolie de cupru PCB

În mod normal, când vorbim despre cupru pe materiale PCB, nu vorbim despre tipul specific de cupru, vorbim doar despre rugozitatea acestuia. Diferite metode de depunere a cuprului produc filme cu valori diferite de rugozitate, care pot fi distinse clar într-o imagine cu microscopul electronic de scanare (SEM). Dacă veți funcționa 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 de date a materialului.

De asemenea, asigurați-vă că înțelegeți semnificația valorilor Dk într-o foaie de date. Urmărește această discuție pe podcast cu John Coonrod de la Rogers pentru a afla mai multe despre specificațiile Dk. Având în vedere acest lucru, să ne uităm la unele dintre diferitele tipuri de folie de cupru PCB.

Electrodepus

În acest proces, un tambur este rotit printr-o soluție electrolitică și o reacție de electrodepunere este folosită pentru a „crește” folia de cupru pe tambur. Pe măsură ce tamburul se rotește, filmul de cupru rezultat este înfășurat încet pe o rolă, dând o foaie continuă de cupru care poate fi rulată ulterior pe un laminat. Partea tamburului cuprului se va potrivi în esență cu rugozitatea tamburului, în timp ce partea expusă va fi mult mai aspră.

Folie de cupru PCB electrodepusă

Producția de cupru electrodepus.
Pentru a fi utilizat într-un proces standard de fabricare a PCB, partea aspră a cuprului va fi mai întâi lipită de un dielectric sticlă-rășină. Cuprul expus rămas (partea tamburului) va trebui să fie rugat în mod intenționat chimic (de exemplu, cu gravare cu plasmă) înainte de a putea fi utilizat în procesul standard de laminare placată cu cupru. Acest lucru va asigura că poate fi lipit de următorul strat din stiva PCB.

Cupru electrodepus tratat la suprafață

Nu cunosc cel mai bun termen care să cuprindă toate tipurile diferite de suprafețe tratatefolii de cupru, deci titlul de mai sus. Aceste materiale de cupru sunt cel mai bine cunoscute ca folii tratate invers, deși sunt disponibile alte două variante (a se vedea mai jos).

Foliile tratate invers folosesc un tratament de suprafață care este aplicat pe partea netedă (partea tamburului) a unei foi de cupru electrodepuse. Un strat de tratament este doar o acoperire subțire care asprește în mod intenționat cuprul, astfel încât 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 folosit pentru a crea panouri laminate, partea tratată este lipită de dielectric, iar partea aspră rămasă rămâne expusă. Partea expusă nu va avea nevoie de nici o rugozitate suplimentară înainte de gravare; va avea deja suficientă rezistență pentru a se lega de următorul strat din stiva PCB.

Trei variante ale foliei de cupru tratate invers includ:

Folie de cupru cu alungire la temperatură înaltă (HTE): Aceasta este o folie de cupru electrodepusă care respectă specificațiile IPC-4562 Grad 3. Fața expusă este, de asemenea, tratată cu o barieră de oxidare pentru a preveni coroziunea în timpul depozitării.
Folie dublu tratată: În această folie 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 în mod normal clasificat ca un cupru tratat la suprafață. Această folie de cupru folosește un strat metalic peste partea mată a cuprului, care este apoi rugoasă la nivelul dorit.
Aplicarea tratamentului de suprafață în aceste materiale de cupru este simplă: folia este rulată prin băi de electroliți suplimentare care aplică o placare secundară de cupru, urmată de un strat de semințe de barieră și, în final, un strat de film anti-ternuire.

Folie de cupru PCB

Procese de tratare a suprafețelor pentru folii de cupru. [Sursa: Pytel, Steven G., et al. „Analiza tratamentelor cu cupru și efectele asupra propagării semnalului”. În 2008, a 58-a Conferință de componente și tehnologie electronică, pp. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Cu aceste procese, aveți un material care poate fi utilizat cu ușurință în procesul standard de fabricare a plăcilor, cu o prelucrare suplimentară minimă.

Cupru laminat-recoacet

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

Foaia rezultată poate fi foarte netedă, iar striațiile sunt vizibile pe suprafața foii de cupru laminate-recoace. Imaginile de mai jos arată o comparație între o folie de cupru electrodepusă și o folie recoaptă laminată.

Comparație cu folie de cupru PCB

Comparație între folii electrodepuse și laminate recoapte.
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 scăzut este cuprul electrodepus care este tratat și modificat printr-un proces de micro-asgrosare 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 proprietare. Aceste folii sunt adesea clasificate ca ultra-low profile (ULP), foarte low profile (VLP) și pur și simplu low-profile (LP, rugozitate medie de aproximativ 1 micron).

Articole similare:

De ce este folosită folie de cupru în fabricarea PCB-urilor?

Folie de cupru utilizată în placa de circuit imprimat