Industrija PCB materialov je porabila veliko časa za razvoj materialov, ki zagotavljajo najmanjšo možno izgubo signala. Pri zasnovah z visoko hitrostjo in visoko frekvenco bodo izgube omejile razdaljo širjenja signala in popačile signale ter ustvarile odstopanje impedance, ki ga je mogoče videti pri meritvah TDR. Ker oblikujemo katero koli tiskano vezje in razvijamo vezja, ki delujejo pri višjih frekvencah, je morda skušnjava, da se odločite za najbolj gladek možni baker v vseh oblikah, ki jih ustvarite.

Čeprav je res, da hrapavost bakra ustvarja dodatno odstopanje impedance in izgube, kako gladka mora biti vaša bakrena folija? Ali obstaja nekaj preprostih metod, ki jih lahko uporabite za premagovanje izgub, ne da bi za vsako obliko izbrali izjemno gladek baker? V tem članku si bomo ogledali te točke, pa tudi, kaj lahko iščete, če začnete nakupovati materiale za zlaganje PCB.

VrstePCB bakrena folija

Običajno, ko govorimo o bakru na PCB materialih, ne govorimo o določeni vrsti bakra, govorimo le o njegovi hrapavosti. Različne metode nanašanja bakra proizvajajo 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.

Prepričajte se tudi, da razumete pomen vrednosti Dk v podatkovnem listu. Oglejte si to podcast razpravo z Johnom Coonrodom iz Rogersa, če želite izvedeti več o specifikacijah Dk. S tem v mislih si poglejmo nekaj različnih vrst bakrene folije PCB.

Elektrodeponirano

V tem procesu se boben zavrti skozi elektrolitsko raztopino, reakcija elektrodepozicije pa se uporabi za "zgoj" bakrene folije na boben. Ko se boben vrti, se nastala bakrena folija počasi ovije na valj, kar daje neprekinjeno bakreno ploščo, ki jo je mogoče kasneje zviti na laminat. Stran bobna bakra se bo v bistvu ujemala s hrapavostjo bobna, medtem ko bo izpostavljena stran veliko bolj hrapava.

Elektrodeponirana bakrena folija PCB

Proizvodnja elektrolitskega bakra.
Za uporabo v standardnem postopku izdelave PCB bo hrapava stran bakra najprej povezana z dielektrikom iz steklene smole. Preostali izpostavljeni baker (stran bobna) bo treba namenoma kemično nahrapaviti (npr. s plazemskim jedkanjem), preden ga lahko uporabimo v standardnem postopku laminiranja, prevlečenega z bakrom. To bo zagotovilo, da se lahko poveže z naslednjo plastjo v naboru PCB.

Površinsko obdelan elektrodepozitni baker

Ne poznam najboljšega izraza, ki bi zajemal vse različne vrste obdelanih površinbakrene folije, torej zgornji naslov. Ti bakreni materiali so najbolj znani kot reverzno obdelane folije, čeprav sta na voljo še dve drugi različici (glejte spodaj).

Obrnjeno obdelane folije uporabljajo površinsko obdelavo, ki se nanese na gladko stran (stran bobna) elektrolitskega bakrenega lista. Plast za obdelavo je le tanek premaz, ki namerno naredi baker hrapav, tako da bo imel boljši oprijem na dielektrični material. Te obdelave delujejo tudi kot oksidacijska pregrada, ki preprečuje korozijo. Ko se ta baker uporablja za izdelavo laminatnih plošč, je obdelana stran vezana na dielektrik, preostala hrapava stran pa ostane izpostavljena. Izpostavljena stran pred jedkanjem ne potrebuje dodatnega hrapavljenja; že bo imel dovolj moči za povezavo z naslednjo plastjo v naboru PCB.

Tri različice obrnjeno obdelane bakrene folije vključujejo:

Bakrena folija z visoko temperaturnim raztezkom (HTE): To je elektrodeponirana bakrena folija, ki je v skladu s specifikacijami IPC-4562 stopnje 3. Izpostavljena stran je prav tako obdelana z oksidacijsko pregrado za preprečevanje korozije med skladiščenjem.
Dvojno obdelana folija: pri tej bakreni foliji se obdelava nanaša na obe strani filma. Ta material se včasih imenuje folija, obdelana s strani bobna.
Uporovni baker: običajno ni razvrščen kot površinsko obdelan baker. Ta bakrena folija uporablja kovinski premaz na mat strani bakra, ki je nato hrapav do želene stopnje.
Uporaba površinske obdelave teh bakrenih materialov je preprosta: folija se valja skozi dodatne elektrolitske kopeli, ki nanesejo sekundarno bakreno prevleko, čemur sledi pregradna plast semena in končno plast filma proti madežem.

PCB bakrena folija

Postopki površinske obdelave bakrenih folij. [Vir: Pytel, Steven G. et al. "Analiza bakrenih obdelav in vplivov na širjenje signala." Leta 2008 58. konferenca o elektronskih komponentah in tehnologiji, str. 1144-1149. IEEE, 2008.]
S temi postopki imate material, ki ga je mogoče preprosto uporabiti v standardnem procesu izdelave plošč z minimalno dodatno obdelavo.

Valjani-žarjeni baker

Valjano-žarjene bakrene folije bodo prešle zvitek bakrene folije skozi par valjev, ki bo hladno valjal bakreno pločevino na želeno debelino. Hrapavost dobljene folije se bo razlikovala glede na parametre valjanja (hitrost, pritisk itd.).

Nastala pločevina je lahko zelo gladka in na površini valjane-žarjene bakrene pločevine so vidne proge. Spodnje slike prikazujejo primerjavo med elektrodeponirano bakreno folijo in valjano-žarjeno folijo.

Primerjava PCB bakrene folije

Primerjava elektrodeponiranih in valjano-žarjenih folij.
Baker z nizkim profilom
To ni nujno vrsta bakrene folije, ki bi jo izdelali z alternativnim postopkom. Baker z nizkim profilom je elektrolitiziran baker, ki je obdelan in modificiran s postopkom mikrohrapavosti, da zagotovi zelo nizko povprečno hrapavost z zadostno hrapavostjo za oprijem na podlago. Postopki za proizvodnjo teh bakrenih folij so običajno zaščiteni. Te folije so pogosto kategorizirane kot ultra nizek profil (ULP), zelo nizek profil (VLP) in enostavno nizek profil (LP, približno 1 mikron povprečne hrapavosti).

Sorodni članki:

Zakaj se bakrena folija uporablja v proizvodnji PCB?

Bakrena folija, ki se uporablja v tiskanih vezjih