Производители материалов для печатных плат потратили значительное количество времени на разработку материалов, обеспечивающих минимальные потери сигнала.Для высокоскоростных и высокочастотных конструкций потери будут ограничивать расстояние распространения сигнала и искажать сигналы, а также создавать отклонение импеданса, которое можно увидеть в измерениях TDR.Поскольку мы проектируем любую печатную плату и разрабатываем схемы, работающие на более высоких частотах, может возникнуть соблазн выбрать максимально гладкую медь во всех создаваемых вами конструкциях.

Хотя верно то, что шероховатость меди создает дополнительные отклонения импеданса и потери, насколько гладкой на самом деле должна быть ваша медная фольга?Есть ли какие-то простые методы, которые вы можете использовать для преодоления потерь, не выбирая сверхгладкую медь для каждой конструкции?Мы рассмотрим эти моменты в этой статье, а также то, на что вы можете обратить внимание, если начнете покупать материалы для сборки печатных плат.

ВидыМедная фольга для печатных плат

Обычно, когда мы говорим о меди на материалах печатных плат, мы не говорим о конкретном типе меди, мы говорим только о ее шероховатости.Различные методы осаждения меди дают пленки с разными значениями шероховатости, которые можно четко различить на изображении, полученном с помощью сканирующего электронного микроскопа (СЭМ).Если вы собираетесь работать на высоких частотах (обычно Wi-Fi 5 ГГц или выше) или на высоких скоростях, обратите внимание на тип меди, указанный в паспорте материала.

Кроме того, убедитесь, что понимаете значение значений Dk в таблице данных.Посмотрите этот подкаст с Джоном Кунродом из Rogers, чтобы узнать больше о спецификациях Dk.Имея это в виду, давайте рассмотрим некоторые из различных типов медной фольги для печатных плат.

Электроосажденный

В этом процессе барабан вращается в растворе электролита, а реакция электроосаждения используется для «выращивания» медной фольги на барабане.По мере вращения барабана полученная медная пленка медленно наматывается на валик, образуя непрерывный лист меди, который впоследствии можно намотать на ламинат.Барабанная сторона меди будет по существу соответствовать шероховатости барабана, в то время как открытая сторона будет намного более шероховатой.

Электроосажденная медная фольга для печатных плат

Электроосажденное производство меди.
Для использования в стандартном процессе изготовления печатных плат шероховатая сторона меди сначала будет соединена с диэлектриком из стеклопластика.Оставшейся открытой меди (со стороны барабана) необходимо будет преднамеренно придать шероховатость химически (например, с помощью плазменного травления), прежде чем ее можно будет использовать в стандартном процессе ламинирования с медным покрытием.Это обеспечит возможность соединения со следующим слоем в печатной плате.

Электроосажденная медь с обработанной поверхностью

Я не знаю лучшего термина, охватывающего все различные типы обработанных поверхностей.медная фольга, таким образом, заголовок выше.Эти медные материалы наиболее известны как фольга с обратной обработкой, хотя доступны два других варианта (см. ниже).

Для фольги с обратной обработкой используется обработка поверхности, которая применяется к гладкой стороне (стороне барабана) электроосажденного медного листа.Обрабатывающий слой — это просто тонкое покрытие, которое преднамеренно делает медь шероховатой, чтобы обеспечить большую адгезию к диэлектрическому материалу.Эти обработки также действуют как барьер против окисления, который предотвращает коррозию.Когда эта медь используется для создания ламинатных панелей, обработанная сторона приклеивается к диэлектрику, а оставшаяся шероховатая сторона остается открытой.Открытая сторона не требует дополнительной шероховатости перед травлением;у него уже будет достаточно прочности, чтобы соединиться со следующим слоем в печатной плате.

Три варианта медной фольги с обратной обработкой включают:

Медная фольга с высокотемпературным удлинением (HTE): это электроосажденная медная фольга, соответствующая спецификациям IPC-4562 Grade 3.Открытая поверхность также обработана защитой от окисления, чтобы предотвратить коррозию во время хранения.
Фольга с двойной обработкой: в этой медной фольге обработка применяется к обеим сторонам пленки.Этот материал иногда называют фольгой, обработанной со стороны барабана.
Резистивная медь: обычно не классифицируется как медь с обработанной поверхностью.Эта медная фольга использует металлическое покрытие на матовой стороне меди, которая затем становится шероховатой до желаемого уровня.
Поверхностная обработка этих медных материалов проста: фольга прокатывается через дополнительные электролитные ванны, в которых наносится вторичное медное покрытие, за которым следует барьерный затравочный слой и, наконец, слой пленки, препятствующей потускнению.

медная фольга для печатных плат

Процессы обработки поверхности медной фольги.[Источник: Pytel, Steven G., et al.«Анализ обработки медью и влияние на распространение сигнала».В 2008 г. 58-я конференция по электронным компонентам и технологиям, стр. 1144-1149.ИИЭР, 2008 г.]
Благодаря этим процессам у вас есть материал, который можно легко использовать в стандартном процессе изготовления платы с минимальной дополнительной обработкой.

Прокатно-отожженная медь

Прокатанная отожженная медная фольга пропускает рулон медной фольги через пару валков, которые холодно прокатывают медный лист до желаемой толщины.Шероховатость полученного листа фольги будет варьироваться в зависимости от параметров прокатки (скорости, давления и т. д.).

Полученный лист может быть очень гладким, а на поверхности прокатанно-отожженного медного листа видны бороздки.На изображениях ниже показано сравнение медной фольги, полученной методом электроосаждения, и прокатанной отожженной фольги.

Сравнение медной фольги печатной платы

Сравнение фольги, полученной электроосаждением, и фольги, прокатанной и отожженной.
Низкопрофильная медь
Это не обязательно тот тип медной фольги, который вы бы изготовили с помощью альтернативного процесса.Низкопрофильная медь представляет собой электроосажденную медь, которая обрабатывается и модифицируется с помощью процесса микрошероховатости для обеспечения очень низкой средней шероховатости с достаточной шероховатостью для сцепления с подложкой.Процессы производства этой медной фольги обычно являются собственностью компании.Эти фольги часто классифицируют как сверхнизкопрофильные (ULP), очень низкопрофильные (VLP) и просто низкопрофильные (LP, средняя шероховатость примерно 1 микрон).

Статьи по Теме:

Почему медная фольга используется в производстве печатных плат?

Медная фольга, используемая в печатной плате