PCB -materialindustrien har brukt betydelige mengder tid på å utvikle materialer som gir lavest mulig signaltap. For høyhastighets- og høyfrekvente design vil tap begrense signalutbredelsesavstand og forvrenge signaler, og det vil skape et impedansavvik som kan sees i TDR -målinger. Når vi designer ethvert trykt kretskort og utvikler kretsløp som fungerer med høyere frekvenser, kan det være fristende å velge den jevneste mulige kobberen i alle design du lager.

Selv om det er sant at kobberuhet skaper ytterligere impedansavvik og tap, hvor glatt trenger kobberfolien din virkelig å være? Er det noen enkle metoder du kan bruke for å overvinne tap uten å velge ultra-glatt kobber for hvert design? Vi ser på disse punktene i denne artikkelen, så vel som hva du kan se etter hvis du begynner å handle etter PCB -stackup -materialer.

Typer avPCB kobberfolie

Normalt når vi snakker om kobber på PCB -materialer, snakker vi ikke om den spesifikke typen kobber, vi snakker bare om dens ruhet. Ulike kobberavsetningsmetoder produserer filmer med forskjellige ruhetsverdier, som tydelig kan skilles ut i et skanningselektronmikroskop (SEM) -bilde. Hvis du skal operere med høye frekvenser (normalt 5 GHz WiFi eller over) eller med høye hastigheter, må du ta hensyn til kobbertypen som er spesifisert i materialdatabladet.

Sørg også for å forstå betydningen av DK -verdier i et datablad. Se denne podcastdiskusjonen med John Coonrod fra Rogers for å lære mer om DK -spesifikasjoner. Med det i bakhodet, la oss se på noen av de forskjellige typene PCB -kobberfolie.

Elektroavsatte

I denne prosessen spres en trommel gjennom en elektrolytisk løsning, og en elektroavsetningsreaksjon brukes til å "vokse" kobberfolien på trommelen. Når trommelen roterer, blir den resulterende kobberfilmen sakte pakket inn på en rull, og gir et kontinuerlig ark kobber som senere kan rulles på et laminat. Trommesiden av kobberet vil i det vesentlige samsvare med trommelen, mens den utsatte siden vil være mye røffere.

Elektroavsatt PCB kobberfolie

Elektroavsatt kobberproduksjon.
For å bli brukt i en standard PCB-fabrikasjonsprosess, vil den grove siden av kobber først bli bundet til et glass-resin-dielektrisk. Den gjenværende eksponerte kobber (trommesiden) må være med vilje grovt kjemisk (f.eks. Med plasma -etsing) før den kan brukes i standard kobberkledd lamineringsprosess. Dette vil sikre at den kan bindes til neste lag i PCB -stabelen.

Overflatebehandlet elektroavsatt kobber

Jeg vet ikke det beste begrepet som omfatter alle de forskjellige typer overflatebehandletKobberfolier, dermed overskriften ovenfor. Disse kobbermaterialene er mest kjent som omvendt behandlede folier, selv om to andre variasjoner er tilgjengelige (se nedenfor).

Omvendt behandlede folier bruker en overflatebehandling som påføres den glatte siden (trommesiden) på et elektroavsatt kobberark. Et behandlingslag er bare et tynt belegg som med vilje grovt kobber, så det vil ha større vedheft til et dielektrisk materiale. Disse behandlingene fungerer også som en oksidasjonsbarriere som forhindrer korrosjon. Når dette kobberet brukes til å lage laminatpaneler, er den behandlede siden bundet til dielektrikken, og den resterende grove siden forblir utsatt. Den utsatte siden trenger ikke noe ekstra groving før etsing; Det vil allerede ha nok styrke til å binde seg til neste lag i PCB -stabelen.

Tre varianter på omvendt behandlet kobberfolie inkluderer:

Forlengelse av høy temperatur (HTE) kobberfolie: Dette er en elektroavsatt kobberfolie som er i samsvar med IPC-4562-spesifikasjonene. Det utsatte ansiktet blir også behandlet med en oksidasjonsbarriere for å forhindre korrosjon under lagring.
Dobbeltbehandlet folie: I denne kobberfolien brukes behandlingen på begge sider av filmen. Dette materialet kalles noen ganger trommesidebehandlet folie.
Resistiv kobber: Dette er normalt ikke klassifisert som et overflatebehandlet kobber. Denne kobberfolien bruker et metallisk belegg over den matte siden av kobberet, som deretter blir grovt til ønsket nivå.
Påføring av overflatebehandling i disse kobbermaterialene er grei: Folien rulles gjennom ytterligere elektrolyttbad som påfører en sekundær kobberbelegg, etterfulgt av et barrierefrølag, og til slutt et anti-tarnisk filmlag.

PCB kobberfolie

Overflatebehandlingsprosesser for kobberfolier. [Kilde: Pytel, Steven G., et al. "Analyse av kobberbehandlinger og effektene på signalutbredelse." I 2008 58. elektroniske komponenter og teknologikonferanse, s. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Med disse prosessene har du et materiale som enkelt kan brukes i standard tavle fabrikasjonsprosess med minimal ekstra prosessering.

Rullet annealert kobber

Rullet annealede kobberfolier vil passere en rull kobberfolie gjennom et par ruller, som vil kalde rulle kobberarket til ønsket tykkelse. Grovheten til det resulterende foliearket vil variere avhengig av rullende parametere (hastighet, trykk osv.).

Det resulterende arket kan være veldig glatt, og striper er synlige på overflaten av det rullede annealerte kobberarket. Bildene nedenfor viser en sammenligning mellom en elektroavsatt kobberfolie og en rullet annealert folie.

PCB kobberfolie sammenligning

Sammenligning av elektroavsatte kontra rullede annealerte folier.
Lavprofil av kobber
Dette er ikke nødvendigvis en type kobberfolie du vil fremstille med en alternativ prosess. Lavprofile kobber er elektroavsatt kobber som blir behandlet og modifisert med en mikro-roughening-prosess for å gi veldig lav gjennomsnittlig ruhet med tilstrekkelig grovelse for vedheft til underlaget. Prosessene for å produsere disse kobberfoliene er normalt proprietære. Disse foliene er ofte kategorisert som Ultra-Low-profil (ULP), veldig lav profil (VLP) og ganske enkelt lavprofil (LP, omtrent 1 mikron gjennomsnittlig ruhet).

Relaterte artikler ：

Hvorfor brukes kobberfolie i PCB -produksjon?

Kobberfolie brukt i trykt kretskort