De PCB-materialenindustrie heeft veel tijd besteed aan het ontwikkelen van materialen die zorgen voor het laagst mogelijke signaalverlies.Voor ontwerpen met hoge snelheid en hoge frequentie zullen verliezen de signaalvoortplantingsafstand beperken en signalen vervormen, en het zal een impedantieafwijking creëren die te zien is in TDR-metingen.Aangezien we elke printplaat ontwerpen en circuits ontwikkelen die op hogere frequenties werken, kan het verleidelijk zijn om te kiezen voor het meest vloeiende koper in alle ontwerpen die u maakt.

Hoewel het waar is dat koperruwheid voor extra impedantieafwijkingen en verliezen zorgt, hoe glad moet uw koperfolie eigenlijk zijn?Zijn er enkele eenvoudige methoden die u kunt gebruiken om verliezen te overwinnen zonder voor elk ontwerp ultraglad koper te selecteren?We zullen deze punten in dit artikel bekijken, evenals waar u op kunt letten als u gaat winkelen voor PCB-stapelmateriaal.

Types vanPCB-koperfolie

Als we het over koper op PCB-materialen hebben, praten we normaal gesproken niet over het specifieke type koper, maar alleen over de ruwheid ervan.Verschillende koperafzettingsmethoden produceren films met verschillende ruwheidswaarden, die duidelijk te onderscheiden zijn in een scanning-elektronenmicroscoop (SEM)-afbeelding.Als u op hoge frequenties gaat werken (normaal gesproken 5 GHz wifi of hoger) of op hoge snelheden, let dan op het kopertype dat is gespecificeerd in uw materiaalgegevensblad.

Zorg er ook voor dat u de betekenis van Dk-waarden in een gegevensblad begrijpt.Bekijk deze podcastdiscussie met John Coonrod van Rogers voor meer informatie over Dk-specificaties.Laten we met dat in gedachten eens kijken naar enkele van de verschillende soorten PCB-koperfolie.

Geëlektroduceerd

In dit proces wordt een trommel door een elektrolytische oplossing gedraaid en wordt een elektrodepositiereactie gebruikt om de koperfolie op de trommel te "groeien".Terwijl de trommel draait, wordt de resulterende koperfilm langzaam op een rol gewikkeld, waardoor een ononderbroken vel koper ontstaat dat later op een laminaat kan worden gerold.De trommelzijde van het koper komt in wezen overeen met de ruwheid van de trommel, terwijl de blootgestelde zijde veel ruwer zal zijn.

Electrodeposited PCB koperfolie

Geëlektroduceerde koperproductie.
Om te worden gebruikt in een standaard PCB-fabricageproces, wordt de ruwe zijde van het koper eerst gebonden aan een diëlektricum van glashars.Het overblijvende blootgestelde koper (trommelzijde) moet opzettelijk chemisch worden opgeruwd (bijvoorbeeld met plasma-etsen) voordat het kan worden gebruikt in het standaard met koper beklede lamineerproces.Dit zorgt ervoor dat het kan worden gehecht aan de volgende laag in de PCB-stackup.

Oppervlak behandeld, elektrolytisch afgezet koper

Ik ken niet de beste term die alle verschillende soorten behandelde oppervlakken omvatkoper folies, aldus de bovenstaande kop.Deze kopermaterialen zijn vooral bekend als omgekeerde behandelde folies, hoewel er twee andere variaties beschikbaar zijn (zie hieronder).

Omgekeerd behandelde folies gebruiken een oppervlaktebehandeling die wordt toegepast op de gladde zijde (trommelzijde) van een elektrolytisch aangebrachte koperplaat.Een behandelingslaag is slechts een dunne coating die opzettelijk het koper ruw maakt, zodat het beter hecht aan een diëlektrisch materiaal.Deze behandelingen werken ook als een oxidatiebarrière die corrosie voorkomt.Wanneer dit koper wordt gebruikt om laminaatpanelen te maken, wordt de behandelde zijde aan het diëlektricum gehecht en blijft de overgebleven ruwe zijde zichtbaar.De blootgestelde zijde hoeft niet extra opgeruwd te worden voor het etsen;het zal al voldoende kracht hebben om zich te hechten aan de volgende laag in de PCB-stackup.

Drie variaties op omgekeerd behandeld koperfolie zijn:

Koperfolie met hoge temperatuurverlenging (HTE): Dit is een door elektrolyten aangebrachte koperfolie die voldoet aan de IPC-4562 Grade 3-specificaties.Het blootgestelde oppervlak is ook behandeld met een oxidatiebarrière om corrosie tijdens opslag te voorkomen.
Dubbel behandelde folie: Bij deze koperfolie wordt de behandeling aan beide zijden van de folie aangebracht.Dit materiaal wordt ook wel aan de trommelzijde behandelde folie genoemd.
Resistief koper: dit wordt normaal gesproken niet geclassificeerd als koper met een oppervlaktebehandeling.Deze koperfolie gebruikt een metalen coating over de matte zijde van het koper, die vervolgens wordt opgeruwd tot het gewenste niveau.
De toepassing van oppervlaktebehandeling in deze kopermaterialen is eenvoudig: de folie wordt door aanvullende elektrolytbaden gerold die een secundaire koperlaag aanbrengen, gevolgd door een barrière-kiemlaag en ten slotte een anti-aanslagfilmlaag.

PCB-koperfolie

Oppervlaktebehandelingsprocessen voor koperfolies.[Bron: Pytel, Steven G., et al."Analyse van koperbehandelingen en de effecten op signaalvoortplanting."In 2008 58e conferentie over elektronische componenten en technologie, pp. 1144-1149.IEEE, 2008.]
Met deze processen heeft u een materiaal dat gemakkelijk kan worden gebruikt in het standaard fabricageproces voor platen met minimale extra bewerkingen.

Gerold-gegloeid koper

Gerolde gegloeide koperfolies laten een rol koperfolie door een paar rollen lopen, die de koperplaat koud rollen tot de gewenste dikte.De ruwheid van het resulterende folievel zal variëren afhankelijk van de walsparameters (snelheid, druk, enz.).

De resulterende plaat kan erg glad zijn en er zijn strepen zichtbaar op het oppervlak van de gerolde gegloeide koperplaat.De onderstaande afbeeldingen tonen een vergelijking tussen een elektrolytisch aangebrachte koperfolie en een gerolde gegloeide folie.

Vergelijking van PCB-koperfolie

Vergelijking van elektrolytisch gedeponeerde versus gerolde gegloeide folies.
Onopvallend koper
Dit is niet noodzakelijkerwijs een type koperfolie dat u met een alternatief proces zou vervaardigen.Low-profile koper is elektrolytisch aangebracht koper dat is behandeld en gemodificeerd met een micro-opruwingsproces om een ​​zeer lage gemiddelde ruwheid te verkrijgen met voldoende opruwing voor hechting aan het substraat.De processen voor het vervaardigen van deze koperfolies zijn normaal gesproken eigendom.Deze folies worden vaak gecategoriseerd als ultra-low profile (ULP), very low profile (VLP) en gewoon low-profile (LP, ongeveer 1 micron gemiddelde ruwheid).

Gerelateerde artikelen:

Waarom wordt koperfolie gebruikt bij de productie van PCB's?

Koperfolie gebruikt in printplaat