PCB -materialindustrin har spenderat betydande mängder tid på att utveckla material som ger lägsta möjliga signalförlust. För höghastighets- och högfrekvenskonstruktioner kommer förluster att begränsa signalutbredningsavståndet och förvränga signaler, och det kommer att skapa en impedansavvikelse som kan ses i TDR -mätningar. När vi utformar alla tryckta kretskort och utvecklar kretsar som fungerar vid högre frekvenser, kan det vara frestande att välja det smidigaste koppar i alla mönster du skapar.

Även om det är sant att kopparens grovhet skapar ytterligare impedansavvikelse och förluster, hur smidig behöver din kopparfolie verkligen vara? Finns det några enkla metoder du kan använda för att övervinna förluster utan att välja ultramät koppar för varje design? Vi kommer att titta på dessa punkter i den här artikeln, liksom vad du kan leta efter om du börjar shoppa för PCB -staplingsmaterial.

Typer avKretskopparfolie

Normalt när vi pratar om koppar på PCB -material, pratar vi inte om den specifika typen av koppar, vi pratar bara om dess grovhet. Olika kopparavlagringsmetoder producerar filmer med olika grovhetsvärden, som tydligt kan särskiljas i ett skanningselektronmikroskop (SEM) -bild. Om du kommer att arbeta med höga frekvenser (normalt 5 GHz WiFi eller högre) eller vid höga hastigheter, var du uppmärksam på den koppartyp som anges i ditt materialdatablad.

Se också till att förstå innebörden av DK -värden i ett datablad. Se denna podcastdiskussion med John Coonrod från Rogers för att lära dig mer om DK -specifikationer. Med det i åtanke, låt oss titta på några av de olika typerna av PCB -kopparfolie.

Elektrisk

I denna process snurras en trumma genom en elektrolytisk lösning, och en elektrodepositionreaktion används för att "odla" kopparfolien på trumman. När trumman roterar, lindas den resulterande kopparfilmen långsamt på en rulle, vilket ger ett kontinuerligt lak med koppar som senare kan rullas på ett laminat. Kopparens trumsida matchar i huvudsak trummanens grovhet, medan den utsatta sidan kommer att bli mycket grovare.

Elektrodepositerad PCB -kopparfolie

Elektrodepositerad kopparproduktion.
För att kunna användas i en standard PCB-tillverkningsprocess kommer den grova sidan av kopparen först att bindas till en dielektrisk glas. Den återstående exponerade koppar (trumsida) måste vara avsiktligt grovt kemiskt (t.ex. med plasmaetsning) innan den kan användas i den vanliga kopparklädda lamineringsprocessen. Detta kommer att säkerställa att det kan bindas till nästa lager i PCB -stapeln.

Ytbehandlad elektrodepositerad koppar

Jag vet inte den bästa termen som omfattar alla olika typer av ytbehandladekopparfoliersåledes ovanstående rubrik. Dessa kopparmaterial är mest kända som omvända behandlade folier, även om två andra variationer finns tillgängliga (se nedan).

Omvända behandlade folier använder en ytbehandling som appliceras på den släta sidan (trumsidan) på ett elektrodeposerat kopparark. Ett behandlingsskikt är bara en tunn beläggning som avsiktligt tar upp koppar, så det kommer att ha större vidhäftning till ett dielektriskt material. Dessa behandlingar fungerar också som en oxidationsbarriär som förhindrar korrosion. När denna koppar används för att skapa laminatpaneler, är den behandlade sidan bunden till dielektriken, och den resterande grova sidan förblir exponerad. Den exponerade sidan kommer inte att behöva någon ytterligare grovning före etsning; Det kommer redan att ha tillräckligt med styrka för att binda till nästa lager i PCB -stapeln.

Tre variationer på omvänd behandlad kopparfolie inkluderar:

Högtemperaturförlängning (HTE) Kopparfolie: Detta är en elektrodeposerad kopparfolie som överensstämmer med IPC-4562 Grad 3-specifikationer. Det exponerade ansiktet behandlas också med en oxidationsbarriär för att förhindra korrosion under lagring.
Dubbelbehandlad folie: I denna kopparfolie appliceras behandlingen på båda sidor av filmen. Detta material kallas ibland trumsidabehandlad folie.
Resistiv koppar: Detta klassificeras normalt inte som en ytbehandlad koppar. Denna kopparfolie använder en metallbeläggning över den matta sidan av koppar, som sedan grovas till den önskade nivån.
Ytbehandlingsapplikation i dessa kopparmaterial är enkel: folien rullas genom ytterligare elektrolytbad som applicerar en sekundär kopparplätering, följt av ett barriärfröskikt och slutligen ett anti-garniskt filmskikt.

Kretskopparfolie

Ytbehandlingsprocesser för kopparfolier. [Källa: Pytel, Steven G., et al. "Analys av kopparbehandlingar och effekterna på signalutbredning." 2008 58: e elektroniska komponenter och teknikkonferens, s. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Med dessa processer har du ett material som enkelt kan användas i standardtillverkningsprocessen med minimal ytterligare bearbetning.

Rullande koppar

Rolled-annealerade kopparfolier kommer att passera en rull av kopparfolie genom ett par rullar, som kommer att kalla koppararket till önskad tjocklek. Det resulterande foliearkets grovhet varierar beroende på rullningsparametrarna (hastighet, tryck osv.).

Det resulterande arket kan vara mycket smidigt och striationer är synliga på ytan på det rullade mikrelagda koppararket. Bilderna nedan visar en jämförelse mellan en elektrodeposerad kopparfolie och en rullad-annealerad folie.

PCB kopparfolie jämförelse

Jämförelse av elektrodepositerade kontra rullade-annealerade folier.
Koppar av låg profil
Detta är inte nödvändigtvis en typ av kopparfolie som du skulle tillverka med en alternativ process. Lågprofil koppar är elektrodeposerad koppar som behandlas och modifieras med en mikro-roughing-process för att ge mycket låg genomsnittlig grovhet med tillräcklig grovning för vidhäftning till underlaget. Processerna för att tillverka dessa kopparfolier är normalt äganderätt. Dessa folier kategoriseras ofta som ultra-låg profil (ULP), mycket låg profil (VLP) och helt enkelt lågprofil (LP, ungefär 1 mikron genomsnittlig grovhet).

Relaterade artiklar ：

Varför används kopparfolie vid PCB -tillverkning?

Kopparfolie som används i tryckt kretskort