Industrija materialov za tiskana vezja je porabila veliko časa za razvoj materialov, ki zagotavljajo čim manjše izgube signala. Pri visokohitrostnih in visokofrekvenčnih zasnovah bodo izgube omejile razdaljo širjenja signala in popačile signale, poleg tega pa bodo povzročile odstopanje impedance, ki ga je mogoče opaziti pri meritvah TDR. Ko načrtujemo katero koli tiskano vezje in razvijamo vezja, ki delujejo pri višjih frekvencah, je morda skušnjava, da se v vseh zasnovah, ki jih ustvarite, odločimo za čim bolj gladek baker.

Čeprav drži, da hrapavost bakra povzroča dodatna odstopanja impedance in izgube, se je treba vprašati, kako gladka mora biti vaša bakrena folija v resnici? Ali obstajajo preproste metode, s katerimi lahko premagate izgube, ne da bi pri vsaki zasnovi izbrali ultra gladek baker? V tem članku si bomo ogledali te točke in na kaj morate biti pozorni, če se lotite nakupa materialov za zlaganje tiskanih vezij.

VrsteBakrena folija za tiskana vezja

Običajno, ko govorimo o bakru na materialih za tiskana vezja, ne govorimo o specifični vrsti bakra, temveč le o njegovi hrapavosti. Različne metode nanašanja bakra ustvarijo filme z različnimi vrednostmi hrapavosti, ki jih je mogoče jasno razločiti na sliki vrstičnega elektronskega mikroskopa (SEM). Če boste delovali pri visokih frekvencah (običajno 5 GHz WiFi ali več) ali pri visokih hitrostih, bodite pozorni na vrsto bakra, navedeno v podatkovnem listu materiala.

Prav tako se prepričajte, da razumete pomen vrednosti Dk v podatkovnem listu. Za več informacij o specifikacijah Dk si oglejte to podkasto razpravo z Johnom Coonrodom iz Rogersa. S tem v mislih si oglejmo nekaj različnih vrst bakrene folije za tiskana vezja.

Elektrodeponirano

Pri tem postopku se boben vrti skozi elektrolitsko raztopino, nato pa se z elektrodepozicijsko reakcijo bakrena folija "raste" na boben. Med vrtenjem bobna se nastala bakrena folija počasi navije na valj, kar ustvari neprekinjeno bakreno folijo, ki jo je kasneje mogoče zviti na laminat. Stran bakra, ki je na bobnu, bo v bistvu ustrezala hrapavosti bobna, medtem ko bo izpostavljena stran veliko bolj hrapava.

Elektrodeponirana bakrena folija iz PCB-ja

Proizvodnja elektrodeponiranega bakra.
Za uporabo v standardnem postopku izdelave tiskanih vezij bo hrapava stran bakra najprej vezana na dielektrik iz steklene smole. Preostali izpostavljeni baker (stran bobna) bo treba namerno kemično hrapavo obdelati (npr. s plazemskim jedkanjem), preden ga bo mogoče uporabiti v standardnem postopku laminiranja bakrene obloge. To bo zagotovilo, da ga bo mogoče vezati na naslednjo plast v zloženem tiskanem vezju.

Površinsko obdelan elektrodeponiran baker

Ne poznam najboljšega izraza, ki bi zajemal vse različne vrste površinsko obdelanih površin.bakrene folije, od tod tudi zgornji naslov. Ti bakreni materiali so najbolj znani kot obrnjeno obdelane folije, čeprav sta na voljo še dve različici (glej spodaj).

Obrnjeno obdelane folije uporabljajo površinsko obdelavo, ki se nanese na gladko stran (bobnasto stran) elektrolitično nanešene bakrene pločevine. Obdelovalna plast je le tanek premaz, ki namerno naredi baker hrapav, da bo imel boljši oprijem na dielektrični material. Te obdelave delujejo tudi kot oksidacijska zapora, ki preprečuje korozijo. Ko se ta baker uporablja za izdelavo laminatnih plošč, se obdelana stran veže na dielektrik, preostala hrapava stran pa ostane izpostavljena. Izpostavljena stran pred jedkanjem ne bo potrebovala dodatnega hrapavega obdelave; že bo imela dovolj trdnosti, da se bo vezala na naslednjo plast v zloženem tiskanem vezju.

Tri različice obrnjene obdelane bakrene folije vključujejo:

Bakrena folija z visokotemperaturnim raztezkom (HTE): To je elektrolitično nanesena bakrena folija, ki je skladna s specifikacijami IPC-4562 stopnje 3. Izpostavljena površina je obdelana tudi z oksidacijsko pregrado, ki preprečuje korozijo med skladiščenjem.
Dvojno obdelana folija: Pri tej bakreni foliji je obdelava nanesena na obe strani filma. Ta material se včasih imenuje folija, obdelana na strani bobna.
Uporovni baker: Ta bakrena folija običajno ni uvrščena med površinsko obdelane bakrene materiale. Mat stran bakra je kovinsko prevlečena, nato pa je hrapava do želene stopnje.
Površinska obdelava teh bakrenih materialov je preprosta: folija se zvije skozi dodatne elektrolitske kopeli, ki nanesejo sekundarno bakreno prevleko, sledi zaščitna plast in na koncu plast filma proti oksidaciji.

Bakrena folija za tiskana vezja

Postopki površinske obdelave bakrenih folij. [Vir: Pytel, Steven G. in sod. »Analiza obdelav bakra in učinkov na širjenje signala.« V publikaciji 58. konferenca o elektronskih komponentah in tehnologiji leta 2008, str. 1144–1149. IEEE, 2008.]
S temi postopki imate material, ki ga je mogoče enostavno uporabiti v standardnem postopku izdelave plošč z minimalno dodatno obdelavo.

Valjani žarjeni baker

Pri žarjenih bakrenih folijah se zvitek bakrene folije spusti skozi par valjev, ki hladno valjajo bakreno pločevino do želene debeline. Hrapavost nastale folije se bo razlikovala glede na parametre valjanja (hitrost, tlak itd.).

Nastala plošča je lahko zelo gladka, na površini valjano žarjene bakrene plošče pa so vidne proge. Spodnje slike prikazujejo primerjavo med elektrolitično naneseno bakreno folijo in valjano žarjeno folijo.

Primerjava bakrene folije PCB

Primerjava elektrodeponiranih in valjano žarjenih folij.
Nizkoprofilni baker
To ni nujno vrsta bakrene folije, ki bi jo izdelali z alternativnim postopkom. Nizkoprofilni baker je elektrolitično nanesen baker, ki je obdelan in modificiran s postopkom mikro hrapavosti, da se zagotovi zelo nizka povprečna hrapavost z zadostno hrapavostjo za oprijem na podlago. Postopki za izdelavo teh bakrenih folij so običajno lastniški. Te folije so pogosto razvrščene kot ultra nizkoprofilne (ULP), zelo nizkoprofilne (VLP) in preprosto nizkoprofilne (LP, povprečna hrapavost približno 1 mikron).

Povezani članki：

Zakaj se bakrena folija uporablja pri izdelavi tiskanih vezij?

Bakrena folija, ki se uporablja v tiskanih vezjih