PCB materiālu rūpniecība ir pavadījusi ievērojamu laiku, izstrādājot materiālus, kas nodrošina zemāko iespējamo signāla zudumu. Liela ātruma un augstas frekvences konstrukcijām zudumi ierobežos signāla izplatīšanās attālumu un izkropļo signālus, kā arī radīs pretestības novirzi, ko var redzēt TDR mērījumos. Tā kā mēs izstrādājam jebkuru iespiedshēmu plati un izstrādājam shēmas, kas darbojas augstākās frekvencēs, var būt vilinoši izvēlēties pēc iespējas gludāko varu visos jūsu izveidotajos dizainos.

Lai gan ir taisnība, ka vara raupjums rada papildu pretestības novirzes un zudumus, cik gludai vara folijai patiesībā jābūt? Vai ir dažas vienkāršas metodes, kuras varat izmantot, lai pārvarētu zaudējumus, neizvēloties īpaši gludu varu katram dizainam? Mēs apskatīsim šos punktus šajā rakstā, kā arī to, ko varat meklēt, ja sākat iepirkties PCB sakraušanas materiālus.

VeidiPCB vara folija

Parasti, kad mēs runājam par varu uz PCB materiāliem, mēs nerunājam par konkrēto vara veidu, mēs runājam tikai par tā raupjumu. Izmantojot dažādas vara nogulsnēšanas metodes, tiek iegūtas plēves ar dažādām raupjuma vērtībām, kuras var skaidri atšķirt skenējošā elektronu mikroskopa (SEM) attēlā. Ja plānojat darboties augstās frekvencēs (parasti 5 GHz WiFi vai vairāk) vai lielā ātrumā, pievērsiet uzmanību materiāla datu lapā norādītajam vara veidam.

Tāpat noteikti izprotiet Dk vērtību nozīmi datu lapā. Noskatieties šo aplādes diskusiju ar Džonu Kūnrodu no Rogers, lai uzzinātu vairāk par Dk specifikācijām. Paturot to prātā, apskatīsim dažus dažādus PCB vara folijas veidus.

Elektrodepozīts

Šajā procesā cilindrs tiek izgriezts caur elektrolītisko šķīdumu, un tiek izmantota elektrodepozīcijas reakcija, lai vara foliju “uzaudzētu” uz cilindra. Bungai griežoties, iegūtā vara plēve lēnām tiek ietīta uz veltņa, veidojot nepārtrauktu vara loksni, ko vēlāk var uzrullēt uz lamināta. Vara cilindra puse būtībā sakritīs ar trumuļa raupjumu, savukārt atklātā puse būs daudz raupjāka.

Elektrodepozīta PCB vara folija

Elektrodepozīta vara ražošana.
Lai to izmantotu standarta PCB ražošanas procesā, vara raupjā puse vispirms tiks savienota ar stikla sveķu dielektriķi. Atlikušais atklātais varš (trumuļa puse) būs tīši ķīmiski jāraupj (piemēram, ar plazmas kodināšanu), lai to varētu izmantot standarta vara pārklājuma laminēšanas procesā. Tas nodrošinās, ka to var savienot ar nākamo PCB slāņa slāni.

Ar virsmu apstrādāts elektrodepozīts varš

Es nezinu labāko terminu, kas aptvertu visus dažādu veidu apstrādātās virsmasvara folijas, tādējādi iepriekšējais virsraksts. Šie vara materiāli ir vislabāk pazīstami kā apgriezti apstrādātas folijas, lai gan ir pieejamas divas citas variācijas (skatīt zemāk).

Apgrieztā veidā apstrādātās folijas izmanto virsmas apstrādi, kas tiek uzklāta uz elektropārklātas vara loksnes gludās puses (trumuļa puses). Apstrādes slānis ir tikai plāns pārklājums, kas apzināti raupjina varu, tāpēc tam būs lielāka saķere ar dielektrisku materiālu. Šīs apstrādes darbojas arī kā oksidācijas barjera, kas novērš koroziju. Ja šo varu izmanto, lai izveidotu lamināta paneļus, apstrādātā puse tiek savienota ar dielektriķi, un atlikušā raupjā puse paliek atklāta. Atklātajai pusei pirms kodināšanas nebūs nepieciešama papildu raupināšana; tam jau būs pietiekami daudz spēka, lai savienotos ar nākamo PCB slāņa slāni.

Trīs reversās apstrādātās vara folijas variācijas ietver:

Augstas temperatūras pagarinājuma (HTE) vara folija: šī ir elektropārklāta vara folija, kas atbilst IPC-4562 3. pakāpes specifikācijām. Atklātā seja ir arī apstrādāta 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 foliju, kas apstrādāta ar cilindra pusi.
Rezistīvais varš: to parasti neklasificē kā ar virsmu apstrādātu varu. Šī vara folija izmanto metāla pārklājumu virs vara matētās puses, kas pēc tam tiek raupināta līdz vajadzīgajam līmenim.
Virsmas apstrādes uzklāšana šajos vara materiālos ir vienkārša: folija tiek velmēta caur papildu elektrolīta vannām, kurās tiek uzklāts sekundārais vara pārklājums, kam seko barjeras sēklu slānis un visbeidzot pretaptraipīšanas plēves slānis.

PCB vara folija

Virsmas apstrādes procesi vara folijām. [Avots: Pytel, Steven G. et al. "Vara apstrādes analīze un ietekme uz signāla izplatīšanos." 2008. gadā 58. elektronisko komponentu un tehnoloģiju konference, 1144.-1149. lpp. IEEE, 2008.]
Izmantojot šos procesus, jums ir materiāls, ko var viegli izmantot standarta plātņu izgatavošanas procesā ar minimālu papildu apstrādi.

Velmēts-rūdīts varš

Velmētās atkvēlinātās vara folijas izlaidīs vara folijas rulli cauri rullīšiem, kas auksti velmēs vara loksni vēlamajā biezumā. Iegūtās folijas loksnes raupjums mainīsies atkarībā no velmēšanas parametriem (ātruma, spiediena utt.).

Iegūtā loksne var būt ļoti gluda, un uz velmētas, atkvēlinātas vara loksnes virsmas ir redzamas svītras. Zemāk redzamajos attēlos parādīts elektropārklātas vara folijas un velmētas atkvēlinātas folijas salīdzinājums.

PCB vara folijas salīdzinājums

Elektrodepozīta un velmētas atkvēlinātas folijas salīdzinājums.
Zema profila varš
Tas ne vienmēr ir vara folijas veids, ko jūs varētu izgatavot ar alternatīvu procesu. Zema profila varš ir elektropārklāts varš, kas tiek apstrādāts un modificēts ar mikroraupšanas procesu, lai nodrošinātu ļoti zemu vidējo raupjumu ar pietiekamu raupjumu saķerei ar pamatni. 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 mikronu vidējais raupjums).

Saistītie raksti:

Kāpēc PCB ražošanā izmanto vara foliju?

Vara folija, ko izmanto iespiedshēmu platē