Το κύριο υλικό αγωγού που χρησιμοποιείται στα PCB είναιφύλλο χαλκού, που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σημάτων και ρευμάτων. Ταυτόχρονα, το φύλλο χαλκού στα PCB μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως επίπεδο αναφοράς για τον έλεγχο της σύνθετης αντίστασης της γραμμής μεταφοράς ή ως ασπίδα για την καταστολή ηλεκτρομαγνητικών παρεμβολών (EMI). Ταυτόχρονα, στη διαδικασία κατασκευής PCB, η αντοχή αποφλοίωσης, η απόδοση χάραξης και άλλα χαρακτηριστικά του φύλλου χαλκού θα επηρεάσουν επίσης την ποιότητα και την αξιοπιστία της κατασκευής PCB. Οι μηχανικοί του PCB Layout πρέπει να κατανοήσουν αυτά τα χαρακτηριστικά για να διασφαλίσουν ότι η διαδικασία κατασκευής PCB μπορεί να πραγματοποιηθεί με επιτυχία.
Το φύλλο χαλκού για πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων έχει ηλεκτρολυτικό φύλλο χαλκού (ηλεκτροαπόθεση φύλλο χαλκού ED) και αλουμινόχαρτο από ανόπτηση (έλασμα ανοπτημένο φύλλο χαλκού RA) δύο ειδών, το πρώτο μέσω της μεθόδου παραγωγής ηλεκτρολυτικής επιμετάλλωσης, το δεύτερο μέσω της μεθόδου κατασκευής με έλαση. Στα άκαμπτα PCB, χρησιμοποιούνται κυρίως ηλεκτρολυτικά φύλλα χαλκού, ενώ τα ελασματοποιημένα φύλλα χαλκού χρησιμοποιούνται κυρίως για εύκαμπτες πλακέτες κυκλωμάτων.
Για εφαρμογές σε πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων, υπάρχει σημαντική διαφορά μεταξύ ηλεκτρολυτικών και ελασμάτων χαλκού. Τα ηλεκτρολυτικά φύλλα χαλκού έχουν διαφορετικά χαρακτηριστικά στις δύο επιφάνειές τους, δηλαδή, η τραχύτητα των δύο επιφανειών του φύλλου δεν είναι η ίδια. Καθώς οι συχνότητες και οι ρυθμοί κυκλωμάτων αυξάνονται, τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά των φύλλων χαλκού μπορεί να επηρεάσουν την απόδοση των κυκλωμάτων συχνότητας κυμάτων χιλιοστών (mm Wave) και ψηφιακών κυκλωμάτων υψηλής ταχύτητας (HSD). Η τραχύτητα της επιφάνειας του φύλλου χαλκού μπορεί να επηρεάσει την απώλεια εισαγωγής PCB, την ομοιομορφία φάσης και την καθυστέρηση διάδοσης. Η τραχύτητα της επιφάνειας του φύλλου χαλκού μπορεί να προκαλέσει διακυμάνσεις στην απόδοση από το ένα PCB στο άλλο καθώς και διακυμάνσεις στην ηλεκτρική απόδοση από το ένα PCB στο άλλο. Η κατανόηση του ρόλου των φύλλων χαλκού σε κυκλώματα υψηλής απόδοσης και υψηλής ταχύτητας μπορεί να βοηθήσει στη βελτιστοποίηση και την ακριβέστερη προσομοίωση της διαδικασίας σχεδιασμού από μοντέλο σε πραγματικό κύκλωμα.
Η τραχύτητα επιφάνειας του φύλλου χαλκού είναι σημαντική για την κατασκευή PCB
Ένα σχετικά τραχύ προφίλ επιφάνειας βοηθά στην ενίσχυση της πρόσφυσης του φύλλου χαλκού στο σύστημα ρητίνης. Ωστόσο, ένα πιο τραχύ προφίλ επιφάνειας μπορεί να απαιτεί μεγαλύτερους χρόνους χάραξης, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την παραγωγικότητα της πλακέτας και την ακρίβεια του σχεδίου γραμμής. Αυξημένος χρόνος χάραξης σημαίνει αυξημένη πλευρική χάραξη του αγωγού και πιο σοβαρή πλευρική χάραξη του αγωγού. Αυτό κάνει πιο δύσκολη την κατασκευή λεπτών γραμμών και τον έλεγχο της σύνθετης αντίστασης. Επιπλέον, η επίδραση της τραχύτητας του φύλλου χαλκού στην εξασθένηση του σήματος γίνεται εμφανής καθώς αυξάνεται η συχνότητα λειτουργίας του κυκλώματος. Σε υψηλότερες συχνότητες, περισσότερα ηλεκτρικά σήματα μεταδίδονται μέσω της επιφάνειας του αγωγού και μια πιο τραχιά επιφάνεια κάνει το σήμα να διανύσει μεγαλύτερη απόσταση, με αποτέλεσμα μεγαλύτερη εξασθένηση ή απώλεια. Επομένως, τα υποστρώματα υψηλής απόδοσης απαιτούν φύλλα χαλκού χαμηλής τραχύτητας με επαρκή πρόσφυση για να ταιριάζουν με συστήματα ρητίνης υψηλής απόδοσης.
Αν και οι περισσότερες εφαρμογές σε PCB σήμερα έχουν πάχη χαλκού 1/2oz (περίπου 18μm), 1oz (περίπου 35μm) και 2oz (περίπου 70μm), οι φορητές συσκευές είναι ένας από τους παράγοντες που οδηγούν στο να είναι το πάχος χαλκού PCB τόσο λεπτό όσο 1μm, ενώ από την άλλη τα πάχη του χαλκού 100μm και άνω θα γίνουν ξανά σημαντικά λόγω νέων εφαρμογών (π.χ. ηλεκτρονικά αυτοκινήτων, φωτισμός LED κ.λπ.). .
Και με την ανάπτυξη κυμάτων χιλιοστών 5G καθώς και σειριακές συνδέσεις υψηλής ταχύτητας, η ζήτηση για φύλλα χαλκού με προφίλ χαμηλότερης τραχύτητας αυξάνεται σαφώς.
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-10-2024