Індустрія матеріалів для друкованих плат витратила значну кількість часу на розробку матеріалів, які забезпечують мінімально можливі втрати сигналу. Для високошвидкісних та високочастотних конструкцій втрати обмежуватимуть відстань поширення сигналу та спотворюватимуть сигнали, а також створюватимуть відхилення імпедансу, яке можна побачити під час вимірювань TDR. Оскільки ми проектуємо будь-яку друковану плату та розробляємо схеми, що працюють на вищих частотах, може виникнути спокуса обрати максимально гладку мідь у всіх створюваних вами конструкціях.

Хоча шорсткість міді правда створює додаткові відхилення імпедансу та втрати, наскільки гладкою насправді має бути ваша мідна фольга? Чи існують якісь прості методи, які можна використовувати для подолання втрат, не вибираючи надгладку мідь для кожного дизайну? Ми розглянемо ці моменти в цій статті, а також на що слід звернути увагу, якщо ви почнете купувати матеріали для обшивки друкованих плат.

ТипиМідна фольга для друкованої плати

Зазвичай, коли ми говоримо про мідь на матеріалах друкованих плат, ми не говоримо про конкретний тип міді, ми говоримо лише про її шорсткість. Різні методи осадження міді створюють плівки з різними значеннями шорсткості, які можна чітко розрізнити на зображенні скануючого електронного мікроскопа (СЕМ). Якщо ви плануєте працювати на високих частотах (зазвичай 5 ГГц Wi-Fi або вище) або на високих швидкостях, зверніть увагу на тип міді, зазначений у вашому технічному описі матеріалу.

Також переконайтеся, що ви розумієте значення значень Dk у технічному описі. Перегляньте це обговорення в подкасті з Джоном Кунродом з Rogers, щоб дізнатися більше про специфікації Dk. З огляду на це, давайте розглянемо деякі різні типи мідної фольги для друкованих плат.

Електроосаджений

У цьому процесі барабан обертається через електролітичний розчин, і для «вирощування» мідної фольги на барабані використовується реакція електроосадження. Під час обертання барабана отримана мідна плівка повільно намотується на ролик, утворюючи безперервний лист міді, який пізніше можна намотати на ламінат. Сторона барабана з міддю буде по суті відповідати шорсткості барабана, тоді як відкрита сторона буде набагато шорсткішою.

Електроосаджена мідна фольга для друкованої плати

Виробництво електроосадженої міді.
Для використання у стандартному процесі виготовлення друкованих плат, шорстка сторона міді спочатку буде з'єднана зі склопластиковим діелектриком. Решту відкритої міді (сторона барабана) потрібно буде навмисно хімічно зробити шорсткою (наприклад, плазмовим травленням), перш ніж її можна буде використовувати у стандартному процесі ламінування мідним покриттям. Це забезпечить її можливість з'єднання з наступним шаром у стеку друкованих плат.

Мідь з поверхнево обробленою електроосадженою поверхнею

Я не знаю найкращого терміна, який би охоплював усі різні типи оброблених поверхонь.мідні фольги, звідси й вищезазначений заголовок. Ці мідні матеріали найбільш відомі як фольга зворотної обробки, хоча доступні два інші варіанти (див. нижче).

Зворотно оброблені фольги використовують поверхневу обробку, яка наноситься на гладку сторону (барабанну сторону) електроосадженого мідного листа. Шар обробки - це просто тонке покриття, яке навмисно робить мідь шорсткою, щоб вона мала кращу адгезію до діелектричного матеріалу. Ці обробки також діють як бар'єр проти окислення, що запобігає корозії. Коли ця мідь використовується для створення ламінованих панелей, оброблена сторона з'єднується з діелектриком, а шорстка сторона, що залишилася, залишається відкритою. Відкрита сторона не потребуватиме додаткового шорсткого покриття перед травленням; вона вже матиме достатню міцність для з'єднання з наступним шаром у стеку друкованої плати.

Три варіанти зворотно обробленої мідної фольги включають:

Мідна фольга з високотемпературним подовженням (HTE): це електроосаджена мідна фольга, яка відповідає специфікаціям IPC-4562 Grade 3. Відкрита поверхня також оброблена окислювальним бар'єром для запобігання корозії під час зберігання.
Подвійно оброблена фольга: У цій мідній фользі обробка наноситься на обидві сторони плівки. Цей матеріал іноді називають фольгою, обробленою з боку барабана.
Резистивна мідь: зазвичай її не класифікують як мідь з поверхневою обробкою. Ця мідна фольга використовує металеве покриття на матовій стороні міді, яка потім стає шорсткою до бажаного рівня.
Обробка поверхні цих мідних матеріалів є простою: фольга проходить через додаткові електролітні ванни, які наносять вторинне мідне покриття, потім бар'єрний шар зародка і, нарешті, шар плівки, що запобігає потьмянінню.

Мідна фольга для друкованої плати

Процеси обробки поверхні мідної фольги. [Джерело: Пайтел, Стівен Г. та ін. «Аналіз обробки міддю та вплив на поширення сигналу». У 58-й конференції з електронних компонентів та технологій 2008 року, с. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Завдяки цим процесам ви отримуєте матеріал, який можна легко використовувати у стандартному процесі виготовлення плат з мінімальною додатковою обробкою.

Прокатована відпалена мідь

Рулон мідної фольги, отриманий методом прокатки та відпалу, пропускається через пару роликів, які холодно прокатують мідний лист до потрібної товщини. Шорсткість отриманого листа фольги змінюватиметься залежно від параметрів прокатки (швидкості, тиску тощо).

Отриманий лист може бути дуже гладким, а на поверхні прокачаного відпаленого мідного листа видно смуги. На зображеннях нижче показано порівняння між електроосадженою мідною фольгою та прокачаною відпаленою фольгою.

Порівняння мідної фольги для друкованих плат

Порівняння електроосаджених та прокатно-відпалених фольг.
Низькопрофільна мідь
Це не обов'язково той тип мідної фольги, який ви виготовляєте альтернативним способом. Низькопрофільна мідь - це електроосаджена мідь, оброблена та модифікована за допомогою процесу мікрошорсткості, щоб забезпечити дуже низьку середню шорсткість з достатньою шорсткістю для адгезії до підкладки. Процеси виробництва цих мідних фольг зазвичай є запатентованими. Ці фольги часто класифікуються як наднизькопрофільні (ULP), дуже низькопрофільні (VLP) та просто низькопрофільні (LP, середня шорсткість приблизно 1 мікрон).

Пов’язані статті：

Чому мідна фольга використовується у виробництві друкованих плат?

Мідна фольга, що використовується в друкованих платах