Индустрија материјала за штампане плоче (PCB) је потрошила значајно време на развој материјала који пружају најмањи могући губитак сигнала. Код дизајна велике брзине и високе фреквенције, губици ће ограничити удаљеност простирања сигнала и изобличити сигнале, а то ће створити одступање импедансе које се може видети у TDR мерењима. Како пројектујемо било коју штампану плочу и развијамо кола која раде на вишим фреквенцијама, може бити примамљиво да се одлучимо за најглаткији могући бакар у свим дизајнима које креирате.

Иако је тачно да храпавост бакра ствара додатна одступања импедансе и губитке, колико глатка заиста треба да буде ваша бакарна фолија? Постоје ли неке једноставне методе које можете користити за превазилажење губитака без одабира ултра-глатког бакра за сваки дизајн? У овом чланку ћемо погледати ове тачке, као и на шта можете обратити пажњу ако почнете да купујете материјале за слагање штампаних плоча.

ВрстеБакарна фолија за штампане плоче

Обично када говоримо о бакру на ПЦБ материјалима, не говоримо о специфичној врсти бакра, већ само о његовој храпавости. Различите методе наношења бакра производе филмове са различитим вредностима храпавости, које се јасно могу разликовати на слици скенирајућег електронског микроскопа (СЕМ). Ако ћете радити на високим фреквенцијама (обично 5 GHz WiFi или више) или великим брзинама, обратите пажњу на врсту бакра наведену у вашем техничком листу.

Такође, обавезно разумејте значење Dk вредности у техничком листу. Погледајте ову подкаст дискусију са Џоном Кунродом из Роџерса да бисте сазнали више о Dk спецификацијама. Имајући то у виду, погледајмо неке од различитих врста бакарне фолије за штампане плоче.

Електродепоновано

У овом процесу, бубањ се окреће кроз електролитички раствор, а реакција електродепозиције се користи за „узгој“ бакарне фолије на бубњу. Како се бубањ ротира, резултујући бакарни филм се полако намотава на ваљак, дајући континуирани слој бакра који се касније може намотати на ламинат. Страна бакра на којој се налази бубањ ће у суштини одговарати храпавости бубња, док ће изложена страна бити много храпавија.

Електродепонована ПЦБ бакарна фолија

Производња електродепонираног бакра.
Да би се користио у стандардном процесу израде штампаних плоча (PCB), храпава страна бакра ће прво бити спојена са диелектриком од стаклене смоле. Преостали изложени бакар (страна бубња) ће морати намерно хемијски огрубети (нпр. плазма нагризањем) пре него што се може користити у стандардном процесу ламинације бакарне облоге. Ово ће осигурати да се може спојити са следећим слојем у снопу штампаних плоча.

Површински обрађени електродепоновани бакар

Не знам најбољи термин који обухвата све различите врсте третираних површинабакарне фолије, па отуда и горњи наслов. Ови бакарни материјали су најпознатији као обрнуто третиране фолије, мада су доступне још две варијације (видети доле).

Обрнуто третиране фолије користе површински третман који се наноси на глатку страну (страну бубња) електродепонованог бакарног лима. Слој третмана је само танак премаз који намерно чини бакар храпавијим, тако да ће имати већу адхезију на диелектрични материјал. Ови третмани такође делују као оксидациона баријера која спречава корозију. Када се овај бакар користи за израду ламинатних панела, третирана страна се везује за диелектрик, а преостала храпава страна остаје изложена. Изложеној страни неће бити потребно додатно храпање пре нагризања; већ ће имати довољно чврстоће да се веже за следећи слој у снопу штампаних плоча.

Три варијације на обрнуто третираној бакарној фолији укључују:

Бакарна фолија при издуживању на високим температурама (HTE): Ово је електродепонована бакарна фолија која је у складу са спецификацијама IPC-4562 Grade 3. Изложена површина је такође третирана оксидационом баријером како би се спречила корозија током складиштења.
Двоструко третирана фолија: Код ове бакарне фолије, третман се примењује на обе стране филма. Овај материјал се понекад назива фолија третирана са стране бубња.
Отпорни бакар: Ово се обично не класификује као површински обрађени бакар. Ова бакарна фолија користи метални премаз преко мат стране бакра, која се затим обрађује до жељеног нивоа.
Примена површинске обраде код ових бакарних материјала је једноставна: фолија се ваља кроз додатне електролитне купке које наносе секундарни бакарни слој, након чега следи заштитни слој и на крају слој филма против тамњења.

ПЦБ бакарна фолија

Процеси површинске обраде бакарних фолија. [Извор: Пајтел, Стивен Г. и др. „Анализа обраде бакра и ефеката на простирање сигнала“. У 58. конференцији о електронским компонентама и технологији 2008. године, стр. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Овим процесима добијате материјал који се лако може користити у стандардном процесу израде плоча уз минималну додатну обраду.

Ваљани-жарени бакар

Ваљане жарене бакарне фолије ће проћи кроз ролну бакарне фолије кроз пар ваљака, који ће хладно ваљати бакарни лим до жељене дебљине. Храброст добијеног лима фолије ће варирати у зависности од параметара ваљања (брзина, притисак итд.).

Добијени лим може бити веома гладак, а пруге су видљиве на површини ваљано жарене бакарне фолије. Слике испод приказују поређење између електролитички положене бакарне фолије и ваљано жарене фолије.

Поређење бакарне фолије са ПЦБ-ом

Поређење електродепонованих и ваљано жарених фолија.
Бакар ниског профила
Ово није нужно врста бакарне фолије коју бисте произвели алтернативним поступком. Нископрофилни бакар је електролитички нанесен бакар који је третиран и модификован поступком микро-храпавости како би се обезбедила веома ниска просечна храпавост са довољном храпавошћу за пријањање на подлогу. Процеси за производњу ових бакарних фолија су обично заштићени. Ове фолије се често категоришу као ултра-нископрофилне (ULP), веома нископрофилне (VLP) и једноставно нископрофилне (LP, просечна храпавост од приближно 1 микрона).

Повезани чланци：

Зашто се бакарна фолија користи у производњи штампаних плоча?

Бакарна фолија која се користи у штампаним плочама