A PCB-anyagipar jelentős mennyiségű időt fordított a lehető legalacsonyabb jelveszteséget biztosító anyagok fejlesztésére. A nagy sebességű és nagyfrekvenciás kialakításoknál a veszteségek korlátozzák a jel terjedési távolságát és torzítják a jeleket, és olyan impedanciaeltérést hoznak létre, amely a TDR méréseknél is látható. Mivel bármilyen nyomtatott áramköri lapot tervezünk, és magasabb frekvencián működő áramköröket fejlesztünk, csábító lehet, hogy a lehető legsimább rezet válasszuk az összes elkészített tervben.

Bár igaz, hogy a réz érdessége további impedancia-eltéréseket és veszteségeket okoz, valójában mennyire kell simának lennie a rézfóliának? Van néhány egyszerű módszer, amellyel leküzdheti a veszteségeket anélkül, hogy minden kialakításhoz ultrasima rezet választana? Ezeket a pontokat nézzük meg ebben a cikkben, valamint azt is, hogy mire lehet figyelni, ha elkezd vásárolni nyomtatott áramköri lapokat.

TípusaiPCB réz fólia

Általában amikor rézről beszélünk a nyomtatott áramköri lapokon, akkor nem a réz konkrét típusáról beszélünk, csak az érdességéről. A különböző rézleválasztási módszerekkel eltérő érdesség értékű filmeket állítanak elő, amelyek jól megkülönböztethetők pásztázó elektronmikroszkóp (SEM) képen. Ha magas frekvencián (általában 5 GHz-es vagy nagyobb WiFi-n) vagy nagy sebességgel fog működni, akkor ügyeljen az anyag adatlapján megadott réz típusra.

Győződjön meg arról is, hogy megértette a Dk értékek jelentését az adatlapon. Nézze meg ezt a podcast-beszélgetést John Coonroddal a Rogerstől, hogy többet megtudjon a Dk specifikációiról. Ezt szem előtt tartva, nézzünk meg néhány különböző típusú PCB rézfóliát.

Elektromos lerakás

Ebben a folyamatban egy dobot pörgetnek át egy elektrolitikus oldaton, és egy elektrodepozíciós reakcióval a rézfóliát a dobra „növesztik”. Ahogy a dob forog, a keletkező rézfólia lassan egy hengerre tekercselődik, így egy folytonos rézlapot képez, amelyet később egy laminátumra lehet hengerelni. A réz doboldala lényegében megegyezik a dob érdességével, míg a szabadon lévő oldal sokkal durvább lesz.

Elektromosan leválasztott PCB rézfólia

Elektromosan felvitt rézgyártás.
A szabványos PCB-gyártási folyamatban való felhasználáshoz a réz érdes oldalát először üveggyanta dielektrikumhoz kell kötni. A fennmaradó szabaddá vált rezet (doboldal) szándékosan kémiailag érdesíteni kell (pl. plazmamaratással), mielőtt a szabványos rézborítású laminálási eljárásban felhasználható lenne. Ez biztosítja, hogy a NYÁK-csomag következő rétegéhez kapcsolódjon.

Felületkezelt, elektrodeponált réz

Nem tudom a legjobb kifejezést, amely magában foglalja az összes különböző típusú felületkezeléstrézfóliák, így a fenti címsor. Ezek a rézanyagok leginkább fordítottan kezelt fóliákként ismertek, bár két másik változat is elérhető (lásd alább).

A fordítottan kezelt fóliák olyan felületkezelést alkalmaznak, amelyet az elektromágneses rézlemez sima oldalára (doboldalára) visznek fel. A kezelőréteg csak egy vékony bevonat, amely szándékosan érdesíti a rezet, így jobban tapad a dielektromos anyaghoz. Ezek a kezelések oxidációs gátként is működnek, amely megakadályozza a korróziót. Amikor ezt a rézből laminált paneleket készítenek, a kezelt oldal a dielektrikumhoz kötődik, és a maradék érdes oldal szabadon marad. A szabadon lévő oldalon nincs szükség további érdesítésre a maratás előtt; már lesz elég ereje ahhoz, hogy a PCB stackup következő rétegéhez kötődjön.

A fordítottan kezelt rézfólia három változata:

Magas hőmérsékleten nyúló (HTE) rézfólia: Ez egy elektromágneses rézfólia, amely megfelel az IPC-4562 Grade 3 előírásoknak. A szabad felületet oxidációs gáttal is kezelik, hogy megakadályozzák a korróziót a tárolás során.
Duplán kezelt fólia: Ebben a rézfóliában a kezelést a film mindkét oldalára alkalmazzák. Ezt az anyagot néha doboldallal kezelt fóliának nevezik.
Ellenállásos réz: Ez általában nem minősül felületkezelt réznek. Ez a rézfólia fémes bevonatot használ a réz matt oldalán, amelyet azután a kívánt szintre érdesítenek.
A felületkezelés alkalmazása ezeknél a rézanyagoknál egyszerű: a fóliát további elektrolitfürdőkön görgetik át, amelyek egy másodlagos rézbevonatot, majd egy zárómagréteget, végül pedig egy elhomályosodásgátló filmréteget alkalmaznak.

PCB réz fólia

Felületkezelési eljárások rézfóliákhoz. [Forrás: Pytel, Steven G. et al. "A rézkezelések és a jelek terjedésére gyakorolt ​​hatások elemzése." 2008-ban az 58. Elektronikus Alkatrészek és Technológiai Konferencia, 1144-1149. IEEE, 2008.]
Ezekkel a folyamatokkal olyan anyag áll rendelkezésére, amely minimális további feldolgozás mellett könnyen felhasználható a szabványos táblagyártási folyamatban.

Hengerelt izzított réz

A hengerelt, lágyított rézfóliák egy tekercset rézfóliát vezetnek át egy pár hengeren, amely hidegen hengereli a rézlapot a kívánt vastagságra. A kapott fólialap érdessége a hengerlési paraméterek (sebesség, nyomás stb.) függvényében változik.

A kapott lemez nagyon sima lehet, és a hengerelt-lágyított rézlemez felületén csíkok láthatók. Az alábbi képek egy elektromágneses rézfólia és egy hengerelt, lágyított fólia összehasonlítását mutatják be.

PCB rézfólia összehasonlítás

Az elektromágneses és a hengerelt lágyított fóliák összehasonlítása.
Alacsony profilú réz
Ez nem feltétlenül egy olyan típusú rézfólia, amelyet alternatív eljárással készítene. Az alacsony profilú réz elektromosan leválasztott réz, amelyet mikro-érdesítési eljárással kezelnek és módosítanak, hogy nagyon alacsony átlagos érdességeket biztosítsanak, elegendő érdességgel az aljzathoz való tapadáshoz. Az ilyen rézfóliák előállítására szolgáló eljárások általában szabadalmazottak. Ezeket a fóliákat gyakran ultraalacsony profilú (ULP), nagyon alacsony profilú (VLP) és egyszerűen alacsony profilú (LP, körülbelül 1 mikron átlagos érdesség) kategóriába sorolják.

Kapcsolódó cikkek:

Miért használnak rézfóliát a PCB-gyártásban?

Nyomtatott áramköri lapokban használt rézfólia