Industrija PCB materijala potrošila je značajnu količinu vremena razvijajući materijale koji pružaju najmanji mogući gubitak signala. Za dizajne velike brzine i visoke frekvencije, gubici će ograničiti udaljenost širenja signala i izobličiti signale, a stvorit će odstupanje impedancije koje se može vidjeti u TDR mjerenjima. Kako dizajniramo bilo koju ploču s tiskanom krugom i razvijamo krugove koji djeluju na višim frekvencijama, možda će biti primamljivo odlučiti se za najsvetiji mogući bakar u svim dizajnima koje stvorite.

Iako je istina da bakrena hrapavost stvara dodatno odstupanje i gubitke impedancije, koliko je vaša bakrena folija uistinu potrebna? Postoje li neke jednostavne metode koje možete koristiti za prevladavanje gubitaka bez odabira ultra glatkog bakra za svaki dizajn? U ovom ćemo članku pogledati ove točke, kao i ono što možete potražiti ako započnete s kupovinom materijala za PCB stackup.

VrstePCB bakrena folija

Obično kada govorimo o bakaru na PCB materijalima, ne govorimo o određenoj vrsti bakra, razgovaramo samo o njegovoj hrapavosti. Različite metode taloženja bakra proizvode filmove s različitim vrijednostima hrapavosti, što se može jasno razlikovati u skenirajućoj slici elektronskog mikroskopa (SEM). Ako ćete raditi na visokim frekvencijama (normalno 5 GHz WiFi ili više) ili pri velikim brzinama, obratite pažnju na vrstu bakra navedenog u vašem materijalnom podatkovnom listu.

Također, svakako shvatite značenje vrijednosti DK u podatkovnom listu. Pogledajte ovu raspravu o podcastu s Johnom Coonrodom iz Rogersa kako biste saznali više o DK specifikacijama. Imajući to na umu, pogledajmo neke od različitih vrsta pcb bakrene folije.

Elektrodeponirani

U ovom se procesu bubanj vrti kroz elektrolitičku otopinu, a reakcija elektrodepozicije koristi se za "rast" bakrenu foliju na bubanj. Kako se bubanj okreće, rezultirajući bakreni film polako se umotava na valjak, dajući kontinuirani lim bakra koji se kasnije može prevrnuti na laminat. Bobna strana bakra u osnovi će uskladiti hrapavost bubnja, dok će izložena strana biti mnogo grublje.

Elektrodeponirani PCB bakrena folija

Proizvodnja bakra elektrodeponirana.
Da bi se koristio u standardnom procesu izrade PCB-a, gruba strana bakra prvo će se vezati na dielektriku od stakla i rezina. Preostali izloženi bakar (bočna strana bubnja) morat će se kemijski namjerno grubo (npr. S utkanjem plazme) prije nego što se može koristiti u standardnom procesu laminiranja bakra. To će osigurati da se može povezati sa sljedećim slojem u PCB stackupu.

Površeno tretirani elektrodeponirani bakar

Ne znam najbolji izraz koji obuhvaća sve različite vrste površine tretiranebakrene folije, dakle, gornji naslov. Ovi bakreni materijali najpoznatiji su kao obrnuto obrađene folije, iako su dostupne dvije druge varijacije (vidi dolje).

Reverse tretirane folije koriste površinski tretman koji se nanosi na glatku stranu (bočna strana) bakrenog lima s elektrodeponiranim. Sloj tretmana samo je tanki premaz koji namjerno hrapava bakar, tako da će imati veću prianjanje na dielektrični materijal. Ovi tretmani djeluju i kao oksidacijska barijera koja sprečava koroziju. Kad se ovaj bakar koristi za stvaranje laminatnih ploča, tretirana strana je vezana na dielektriku, a ostatak grube strane ostaje izložena. Izložena strana neće trebati dodatno grubo rušilo prije jetkanja; Već će imati dovoljno snage da se poveže s sljedećim slojem u PCB stackupu.

Tri varijacije na obrnuto obrađenoj bakrenoj foliji uključuju:

Bakrena folija s visokom temperaturom (HTE): Ovo je bakrena folija s elektrodeponiranom koja je u skladu sa specifikacijama IPC-4562 stupnja 3. Izloženo lice se također obrađuje oksidacijskom barijerom kako bi se spriječilo koroziju tijekom skladištenja.
Dvostruko tretirana folija: U ovoj bakrenoj foliji tretman se primjenjuje na obje strane filma. Ovaj se materijal ponekad naziva folija tretirana bubanj.
Otporni bakar: To se obično ne klasificira kao bakar obrađeni površinom. Ova bakrena folija koristi metalni premaz preko mat strane bakra, koji se zatim hrapava na željenu razinu.
Primjena površinske obrade u tim bakrenim materijalima je jednostavna: folija se valja kroz dodatne elektrolitne kupke koje nanose sekundarnu bakrenu oblogu, nakon čega slijedi sloj sjemenki barijere, i na kraju anti-tarninski filmski sloj.

PCB bakrena folija

Procesi površinske obrade bakrenih folija. [Izvor: Pytel, Steven G. i sur. "Analiza bakrenih tretmana i učinci na širenje signala." U 2008. godini 58. konferencija o elektroničkim komponentama i tehnologiji, str. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Pomoću ovih procesa imate materijal koji se lako može koristiti u standardnom postupku izrade ploče uz minimalnu dodatnu obradu.

Valjani bakar

Rolane bakrene folije proći će kolut bakrene folije kroz par valjaka, što će hladno prevrnuti bakreni lim do željene debljine. Hrabrost rezultirajućeg lima folije varirat će ovisno o parametrima valjanja (brzina, tlak itd.).

Rezultirajući lim može biti vrlo gladak, a pruge su vidljive na površini valjanog bakrenog lima. Slike u nastavku prikazuju usporedbu između bakrene folije s elektrodeponiranom i valjanom folijom.

Usporedba bakrene folije PCB

Usporedba elektrodeponiranih u odnosu na valjane folije.
Bakar niskog profila
To nije nužno vrsta bakrene folije koju biste izradili alternativnim postupkom. Bakar niskog profila je elektrodeponirani bakar koji se tretira i modificira postupkom mikro pucanja kako bi se osiguralo vrlo nisku prosječnu hrapavost s dovoljno grubognjinja za prianjanje na supstrat. Procesi za proizvodnju ovih bakrenih folija obično su vlasnički. Ove se folije često kategoriziraju kao ultra-niski profil (ULP), vrlo nizak profil (VLP) i jednostavno niski profil (LP, otprilike 1 mikrona prosječna hrapavost).

Povezani članci:

Zašto se bakrena folija koristi u proizvodnji PCB -a?

Bakrena folija koja se koristi u ploči s tiskanom krugom