A industria de materiais PCB dedicou importantes cantidades de tempo a desenvolver materiais que proporcionen a menor perda de sinal posible. Para os deseños de alta velocidade e alta frecuencia, as perdas limitarán a distancia de propagación do sinal e os sinais de distorsións, e creará unha desviación de impedancia que se pode ver nas medicións de TDR. Mentres deseñamos calquera placa de circuíto impreso e desenvolvemos circuítos que funcionen a frecuencias máis altas, pode ser tentador optar polo cobre máis suave posible en todos os deseños que crees.

Aínda que é certo que a rugosidade do cobre crea desviación e perdas de impedancia adicionais, ¿que suave ten que ser o seu papel de cobre? Hai algúns métodos sinxelos que podes usar para superar as perdas sen seleccionar cobre ultra-suave para cada deseño? Veremos estes puntos neste artigo, así como o que podes buscar se comezas a mercar materiais de pilas PCB.

Tipos deFolla de cobre PCB

Normalmente, cando falamos de cobre en materiais PCB, non falamos do tipo específico de cobre, só falamos da súa rugosidade. Diferentes métodos de deposición de cobre producen películas con diferentes valores de rugosidade, que se poden distinguir claramente nunha imaxe de microscopio electrónico de dixitalización (SEM). Se vai operar con altas frecuencias (normalmente WiFi de 5 GHz ou superior) ou a altas velocidades, preste atención ao tipo de cobre especificado na súa folla de datos de material.

Asegúrese de comprender o significado dos valores de DK nunha folla de datos. Mira esta discusión de podcast con John Coonrod de Rogers para saber máis sobre as especificacións de DK. Con isto en mente, vexamos algúns dos diferentes tipos de papel de cobre PCB.

Electrodeposited

Neste proceso, un tambor é xirado a través dunha solución electrolítica e úsase unha reacción de electrodeposición para "crecer" a folla de cobre no tambor. A medida que o tambor xira, a película de cobre resultante é envolta lentamente nun rolo, dando unha folla continua de cobre que despois pode ser rodada sobre un laminado. O lado do tambor do cobre coincidirá esencialmente coa rugosidade do tambor, mentres que o lado exposto será moito máis áspero.

Papel de cobre PCB electrodepositado

Produción de cobre electrodepositada.
Para ser empregado nun proceso estándar de fabricación de PCB, o lado rugoso do cobre estará unido primeiro a un dieléctrico de resina de vidro. O restante cobre exposto (lado do tambor) terá que ser intencionadamente encaixado químicamente (por exemplo, con gravado en plasma) antes de que se poida usar no proceso estándar de laminación revestida de cobre. Isto garantirá que se poida unir á seguinte capa no pilas de PCB.

Cobre electrodepositado con superficie

Non sei o mellor termo que abarca todos os diferentes tipos de superficie tratadosláminas de cobre, Así, o encabezado anterior. Estes materiais de cobre son máis coñecidos como láminas tratadas inversas, aínda que están dispoñibles outras dúas variacións (ver máis abaixo).

As láminas tratadas inversas usan un tratamento superficial que se aplica ao lado liso (lado do tambor) dunha folla de cobre electrodepositada. Unha capa de tratamento é só un revestimento fino que reduce intencionadamente o cobre, polo que terá unha maior adhesión a un material dieléctrico. Estes tratamentos tamén actúan como unha barreira de oxidación que impide a corrosión. Cando este cobre se usa para crear paneis laminados, o lado tratado está unido ao dieléctrico, e o lado rugoso sobrante permanece exposto. O lado exposto non necesitará ningún asunto adicional antes do gravado; Xa terá a forza suficiente para vincular a seguinte capa no pilas de PCB.

Tres variacións na lámina de cobre tratada inversa inclúen:

Lámina de cobre de alongación de alta temperatura (HTE): trátase dunha folla de cobre electrodepositada que cumpre as especificacións IPC-4562 de grao 3. A cara exposta tamén se trata cunha barreira de oxidación para evitar a corrosión durante o almacenamento.
Lámina de dobre tratamento: nesta folla de cobre, o tratamento aplícase a ambos os dous lados da película. Ás veces este material chámase folla tratada ao lado do tambor.
Cobre resistivo: normalmente non se clasifica como cobre tratado con superficie. Esta folla de cobre usa un revestimento metálico sobre o lado mate do cobre, que logo se encaixa ata o nivel desexado.
A aplicación de tratamento superficial nestes materiais de cobre é sinxela: a folla é enrolada a través de baños de electrólitos adicionais que aplican un chapa de cobre secundario, seguido dunha capa de sementes de barreira e, finalmente, unha capa de película anti-tarish.

Folla de cobre PCB

Procesos de tratamento superficial para láminas de cobre. [Fonte: Pytel, Steven G., et al. "Análise dos tratamentos de cobre e os efectos sobre a propagación do sinal." En 2008 58ª Conferencia Electrónica e Tecnoloxía Conferencia, pp. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Con estes procesos, tes un material que se pode usar facilmente no proceso de fabricación estándar de taboleiro cun procesamento adicional mínimo.

Cobre aneo enrolado

As láminas de cobre anenoadas enroladas pasarán un rolo de folla de cobre a través dun par de rolos, que arruinarán a folla de cobre ao grosor desexado. A rugosidade da folla de folla resultante variará segundo os parámetros de rolamento (velocidade, presión, etc.).

A folla resultante pode ser moi suave e as estriacións son visibles na superficie da folla de cobre aneo enrolada. As imaxes de abaixo mostran unha comparación entre unha folla de cobre electrodepositada e unha folla anelada enrolada.

Comparación de láminas de cobre PCB

Comparación de láminas electrodepositadas vs. enroladas.
Cobre de baixo perfil
Este non é necesariamente un tipo de papel de cobre que fabricarías cun proceso alternativo. O cobre de baixo perfil é o cobre electrodepositado que se trata e modifica cun proceso de micro-roughening para proporcionar unha rugosidade media moi baixa con suficientes rugosas para a adhesión ao substrato. Os procesos para fabricar estas láminas de cobre normalmente son propietarios. Estas láminas adoitan clasificarse como perfil ultra-baixo (ULP), perfil moi baixo (VLP) e simplemente perfil de baixo (LP, aproximadamente 1 micron media de rugosidade).

Artigos relacionados ：

Por que se usa a lámina de cobre na fabricación de PCB?

Folla de cobre usada na placa de circuíto impreso