PCB materiālu nozare ir veltījusi ievērojamu laiku materiālu izstrādei, kas nodrošina vismazāko iespējamo signāla zudumu. Liela ātruma un augstas frekvences konstrukcijām zudumi ierobežos signāla izplatīšanās attālumu un kropļos signālus, un tas radīs impedances novirzi, ko var redzēt TDR mērījumos. Projektējot jebkuru iespiedshēmas plati un izstrādājot shēmas, kas darbojas augstākās frekvencēs, var rasties kārdinājums visos jūsu veidotajos dizainos izvēlēties pēc iespējas vienmērīgāku vara šķiedru.

Lai gan ir taisnība, ka vara nelīdzenums rada papildu impedances novirzi un zudumus, cik gludai patiesībā ir jābūt vara folijai? Vai ir kādas vienkāršas metodes, ko var izmantot, lai pārvarētu zudumus, neizvēloties īpaši gludu varu katram dizainam? Šajā rakstā mēs aplūkosim šos punktus, kā arī to, kam jāpievērš uzmanība, ja sākat meklēt PCB materiālus, kas saliekami kopā.

VeidiPCB vara folija

Parasti, runājot par varu uz PCB materiāliem, mēs nerunājam par konkrētu vara veidu, bet tikai par tā raupjumu. Dažādas vara uzklāšanas metodes rada plēves ar atšķirīgām raupjuma vērtībām, kuras var skaidri atšķirt skenējošā elektronmikroskopa (SEM) attēlā. Ja plānojat strādāt augstās frekvencēs (parasti 5 GHz WiFi vai augstāk) vai lielā ātrumā, pievērsiet uzmanību materiāla datu lapā norādītajam vara veidam.

Tāpat pārliecinieties, ka saprotat Dk vērtību nozīmi datu lapā. Noskatieties šo podkāsta diskusiju ar Džonu Kūnrodu no Rogers, lai uzzinātu vairāk par Dk specifikācijām. Paturot to prātā, aplūkosim dažus no dažādajiem PCB vara folijas veidiem.

Elektroķīmiski nogulsnēts

Šajā procesā cilindrs tiek vērpts caur elektrolītisku šķīdumu, un elektrodepozīcijas reakcija tiek izmantota, lai “izaudzētu” vara foliju uz cilindra. Kamēr cilindrs rotē, iegūtā vara plēve lēnām tiek uztīta uz veltņa, iegūstot nepārtrauktu vara loksni, ko vēlāk var uzrullēt uz lamināta. Vara cilindra puse būtībā atbildīs cilindra raupjumam, savukārt atklātā puse būs daudz raupjāka.

Elektroķīmiski nogulsnēta PCB vara folija

Elektroķīmiski nogulsnēta vara ražošana.
Lai vara raupjo pusi varētu izmantot standarta PCB ražošanas procesā, tā vispirms tiks savienota ar stikla sveķu dielektriķi. Atlikušo atsegto varu (cilindra pusi) pirms izmantošanas standarta vara apšuvuma laminēšanas procesā ir apzināti jāpadara ķīmiski raupjāku (piemēram, ar plazmas kodināšanu). Tas nodrošinās, ka to var savienot ar nākamo PCB slāni.

Ar virsmu apstrādāts elektrodepozīcijas varš

Es nezinu labāko terminu, kas aptvertu visus dažādos virsmas apstrādes veidus.vara folijas, tāpēc iepriekš minētais virsraksts. Šie vara materiāli ir vislabāk pazīstami kā apgriezti apstrādātas folijas, lai gan ir pieejamas vēl divas variācijas (skatīt zemāk).

Apgrieztās folijas tiek apstrādātas ar virsmas apstrādi, kas tiek uzklāta uz elektroķīmiski uzklātas vara loksnes gludās puses (cilindra puses). Apstrādes slānis ir tikai plāns pārklājums, kas apzināti padara varu raupjāku, lai tam būtu lielāka saķere ar dielektrisko materiālu. Šī apstrāde darbojas arī kā oksidācijas barjera, kas novērš koroziju. Kad šo varu izmanto laminātu paneļu izgatavošanai, apstrādātā puse tiek savienota ar dielektriķi, un atlikušā raupjā puse paliek atsegta. Atsegtajai pusei pirms kodināšanas nebūs nepieciešama papildu raupšana; tai jau būs pietiekami daudz izturības, lai savienotos ar nākamo slāni PCB konstrukcijā.

Trīs reversās apstrādes vara folijas variācijas ietver:

Augstas temperatūras pagarinājuma (HTE) vara folija: šī ir elektroķīmiski uzklāta vara folija, kas atbilst IPC-4562 3. pakāpes specifikācijām. Atsegtā virsma ir apstrādāta arī ar oksidācijas barjeru, lai novērstu koroziju uzglabāšanas laikā.
Divkārši apstrādāta folija: šajā vara folijā apstrāde tiek uzklāta uz abām plēves pusēm. Šo materiālu dažreiz sauc par cilindra puses apstrādātu foliju.
Rezistīvs varš: To parasti neklasificē kā virsmas apstrādātu varu. Šai vara folijai matētajai pusei ir metālisks pārklājums, kas pēc tam tiek raupjināts līdz vēlamajam līmenim.
Šo vara materiālu virsmas apstrādes uzklāšana ir vienkārša: folija tiek velmēta caur papildu elektrolīta vannām, kas uzklāj sekundāru vara pārklājumu, kam seko barjeras sēklas slānis un visbeidzot pret aptraipīšanos vērsta plēves slānis.

PCB vara folija

Vara foliju virsmas apstrādes procesi. [Avots: Pytel, Steven G., et al. "Vara apstrādes analīze un ietekme uz signāla izplatīšanos." 2008. gada 58. elektronisko komponentu un tehnoloģiju konferencē, 1144.–1149. lpp. IEEE, 2008.]
Izmantojot šos procesus, jums ir materiāls, ko var viegli izmantot standarta plātņu ražošanas procesā ar minimālu papildu apstrādi.

Velmēts atkvēlināts varš

Velmētas atkvēlinātas vara folijas izvadīs vara folijas rulli caur veltņu pāri, kas auksti velmēs vara loksni līdz vēlamajam biezumam. Iegūtās folijas loksnes raupjums mainīsies atkarībā no velmēšanas parametriem (ātruma, spiediena utt.).

Iegūtā loksne var būt ļoti gluda, un uz velmētā-atkvēlinātā vara loksnes virsmas ir redzamas svītras. Zemāk redzamajos attēlos ir salīdzināta elektroķīmiski nogulsnēta vara folija un velmētā-atkvēlināta folija.

PCB vara folijas salīdzinājums

Elektroķīmiski nogulsnētu un velmētu atkvēlinātu foliju salīdzinājums.
Zema profila varš
Šis nav obligāti vara folijas veids, ko izgatavotu, izmantojot alternatīvu procesu. Zema profila varš ir elektroķīmiski nogulsnēts varš, kas tiek apstrādāts un modificēts ar mikroraupšanas procesu, lai nodrošinātu ļoti zemu vidējo raupjumu ar pietiekamu raupjumu saķerei ar substrātu. Šo vara foliju ražošanas procesi parasti ir patentēti. Šīs folijas bieži tiek klasificētas kā īpaši zema profila (ULP), ļoti zema profila (VLP) un vienkārši zema profila (LP, aptuveni 1 mikrona vidējais raupjums).

Saistītie raksti:

Kāpēc PCB ražošanā tiek izmantota vara folija?

Vara folija, ko izmanto iespiedshēmas plates