PCB malzeme endüstrisi, mümkün olan en düşük sinyal kaybını sağlayan malzemeleri geliştirmek için önemli miktarda zaman harcamıştır. Yüksek hız ve yüksek frekanslı tasarımlar için, kayıplar sinyal yayılma mesafesini sınırlayacak ve sinyalleri bozacaktır ve TDR ölçümlerinde görülebilen bir empedans sapması yaratacaktır. Herhangi bir baskılı devre kartı tasarladığımız ve daha yüksek frekanslarda çalışan devreler geliştirdiğimiz için, oluşturduğunuz tüm tasarımlarda mümkün olan en pürüzsüz bakırı seçmek cazip gelebilir.

Bakır pürüzlülüğünün ek empedans sapması ve kayıplar yarattığı doğru olsa da, bakır folyonuzun gerçekten ne kadar pürüzsüz olması gerekiyor? Her tasarım için ultra pürüzsüz bakır seçmeden kayıpların üstesinden gelmek için kullanabileceğiniz bazı basit yöntemler var mı? Bu makalede bu noktalara ve PCB yığınlama malzemeleri için alışverişe başlarsanız nelere bakabileceğinize bakacağız.

TürleriPCB Bakır Folyo

Normalde PCB malzemelerinde bakırdan bahsettiğimizde, belirli bakır türünden bahsetmeyiz, sadece pürüzlülüğünden bahsederiz. Farklı bakır biriktirme yöntemleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüsünde açıkça ayırt edilebilen farklı pürüzlülük değerlerine sahip filmler üretir. Yüksek frekanslarda (normalde 5 GHz WiFi veya üzeri) veya yüksek hızlarda çalışacaksanız, malzeme veri sayfanızda belirtilen bakır türüne dikkat edin.

Ayrıca, bir veri sayfasındaki Dk değerlerinin anlamını anladığınızdan emin olun. Dk özellikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için Rogers'tan John Coonrod ile bu podcast tartışmasını izleyin. Bunu aklımızda tutarak, farklı PCB bakır folyo türlerinden bazılarını inceleyelim.

Elektrokaplamalı

Bu işlemde, bir tambur elektrolitik bir çözeltiden geçirilir ve bakır folyoyu tamburun üzerine "büyütmek" için bir elektrokaplama reaksiyonu kullanılır. Tambur dönerken, ortaya çıkan bakır filmi yavaşça bir silindire sarılır ve daha sonra bir laminat üzerine yuvarlanabilen sürekli bir bakır tabakası elde edilir. Bakırın tambur tarafı esasen tamburun pürüzlülüğüne uyacakken, açıkta kalan taraf çok daha pürüzlü olacaktır.

Elektrokaplamalı PCB bakır folyo

Elektrokaplamalı bakır üretimi.
Standart bir PCB üretim sürecinde kullanılabilmesi için, bakırın pürüzlü tarafı önce bir cam reçine dielektriğe bağlanacaktır. Kalan açık bakırın (tambur tarafı) standart bakır kaplama laminasyon sürecinde kullanılabilmesi için kimyasal olarak (örneğin plazma aşındırma ile) kasıtlı olarak pürüzlendirilmesi gerekecektir. Bu, PCB yığınındaki bir sonraki katmana bağlanabilmesini sağlayacaktır.

Yüzey İşlemli Elektrokaplamalı Bakır

Tüm farklı yüzey işleme türlerini kapsayan en iyi terimi bilmiyorumbakır folyolar, dolayısıyla yukarıdaki başlık. Bu bakır malzemeler en iyi ters işlenmiş folyolar olarak bilinir, ancak iki farklı varyasyon da mevcuttur (aşağıya bakın).

Ters işlem görmüş folyolar, elektrokaplanmış bir bakır levhanın pürüzsüz tarafına (tambur tarafına) uygulanan bir yüzey işlemi kullanır. Bir işlem tabakası, bakırı kasıtlı olarak pürüzlendiren ve böylece dielektrik bir malzemeye daha fazla yapışmasını sağlayan ince bir kaplamadır. Bu işlemler ayrıca korozyonu önleyen bir oksidasyon bariyeri görevi görür. Bu bakır laminat paneller oluşturmak için kullanıldığında, işlem görmüş taraf dielektriğe bağlanır ve kalan pürüzlü taraf açıkta kalır. Açıkta kalan taraf, aşındırmadan önce herhangi bir ek pürüzlendirmeye ihtiyaç duymaz; PCB yığınındaki bir sonraki katmana bağlanmak için zaten yeterli güce sahip olacaktır.

Ters işlenmiş bakır folyonun üç çeşidi şunlardır:

Yüksek sıcaklık uzaması (HTE) bakır folyo: Bu, IPC-4562 Sınıf 3 spesifikasyonlarına uyan elektrokaplamalı bir bakır folyodur. Açıkta kalan yüzey, depolama sırasında korozyonu önlemek için bir oksidasyon bariyeri ile de işlenir.
Çift işlemli folyo: Bu bakır folyoda, işlem filmin her iki tarafına uygulanır. Bu malzemeye bazen tambur tarafı işlemli folyo denir.
Dirençli bakır: Bu normalde yüzey işlenmiş bakır olarak sınıflandırılmaz. Bu bakır folyo, bakırın mat tarafının üzerine metalik bir kaplama kullanır ve daha sonra istenen seviyeye kadar pürüzlendirilir.
Bu bakır malzemelerde yüzey işleme uygulaması basittir: folyo, ikincil bir bakır kaplama uygulayan ek elektrolit banyolarından geçirilir, ardından bir bariyer tohum tabakası ve son olarak kararmaya karşı bir film tabakası uygulanır.

PCB bakır folyo

Bakır folyolar için yüzey işleme süreçleri. [Kaynak: Pytel, Steven G., ve diğerleri. "Bakır işlemlerinin analizi ve sinyal yayılımı üzerindeki etkileri." 2008 58. Elektronik Bileşenler ve Teknoloji Konferansı, s. 1144-1149. IEEE, 2008.]
Bu prosesler sayesinde standart levha üretim sürecinde minimum ek işlemle kolayca kullanılabilen bir malzemeye sahip olursunuz.

Haddelenmiş-Tavlanmış Bakır

Haddelenmiş tavlanmış bakır folyolar, bakır levhayı istenen kalınlığa soğuk haddeleyecek bir çift silindirden bir bakır folyo rulosu geçirecektir. Elde edilen folyo levhanın pürüzlülüğü, haddeleme parametrelerine (hız, basınç, vb.) bağlı olarak değişecektir.

Elde edilen tabaka çok pürüzsüz olabilir ve haddelenmiş-tavlanmış bakır levhanın yüzeyinde çizgiler görülebilir. Aşağıdaki resimler, elektrokaplanmış bir bakır folyo ile haddelenmiş-tavlanmış bir folyo arasındaki karşılaştırmayı göstermektedir.

PCB bakır folyo karşılaştırması

Elektrokaplamalı ve haddelenmiş-tavlanmış folyoların karşılaştırılması.
Düşük Profilli Bakır
Bu, alternatif bir işlemle üreteceğiniz bir bakır folyo türü olmak zorunda değildir. Düşük profilli bakır, alt tabakaya yapışma için yeterli pürüzlendirme ile çok düşük ortalama pürüzlülük sağlamak üzere bir mikro pürüzlendirme işlemiyle işlenen ve modifiye edilen elektrokaplanmış bakırdır. Bu bakır folyoların üretim süreçleri normalde tescillidir. Bu folyolar genellikle ultra düşük profilli (ULP), çok düşük profilli (VLP) ve basitçe düşük profilli (LP, yaklaşık 1 mikron ortalama pürüzlülük) olarak kategorize edilir.

İlgili makaleler：

PCB Üretiminde Bakır Folyo Neden Kullanılır?

Baskılı Devre Kartında Kullanılan Bakır Folyo