PCB malzeme endüstrisi, mümkün olan en düşük sinyal kaybını sağlayan malzemeler geliştirmek için önemli miktarda zaman harcamıştır. Yüksek hızlı ve yüksek frekanslı tasarımlarda, kayıplar sinyal yayılma mesafesini sınırlayacak, sinyalleri bozacak 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 tercih etmek cazip gelebilir.

Bakır pürüzlülüğünün ek empedans sapmalarına ve kayıplara yol açtığı 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 satın almaya başlarsanız nelere dikkat etmeniz gerektiğine bakacağız.

TürleriPCB Bakır Folyo

Normalde PCB malzemelerindeki bakırdan bahsederken, belirli bir bakır türünden değil, sadece pürüzlülüğünden bahsederiz. Farklı bakır biriktirme yöntemleri, taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüsünde açıkça ayırt edilebilen farklı pürüzlülük değerlerine sahip filmler üretir. Yüksek frekanslarda (genellikle 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 türlerine bir göz atalım.

Elektrokaplamalı

Bu işlemde, bir tambur elektrolitik bir çözeltiden geçirilir ve bakır folyoyu tamburun üzerine "büyütmek" için bir elektrokaplama reaksiyonu kullanılır. Tambur döndükçe, elde edilen bakır film yavaşça bir silindire sarılır ve daha sonra bir laminat üzerine sarılabilecek kesintisiz bir bakır levha elde edilir. Bakırın tambur tarafı esasen tamburun pürüzlülüğüyle eşleşirken, 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 yapıştırılacaktır. Kalan açıkta kalan bakırın (tambur tarafı), standart bakır kaplama laminasyon sürecinde kullanılmadan önce kimyasal olarak (örneğin plazma aşındırma ile) kasıtlı olarak pürüzlendirilmesi gerekecektir. Bu, PCB yığınındaki bir sonraki katmana yapıştırılabilmesini sağlayacaktır.

Yüzey İşlemli Elektrokaplamalı Bakır

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

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

Ters işlenmiş bakır folyonun üç çeşidi şunlardır:

Yüksek Sıcaklıkta Uzama (HTE) Bakır Folyo: Bu, IPC-4562 Sınıf 3 spesifikasyonlarına uygun, elektrokaplamalı bir bakır folyodur. Açıkta kalan yüzey, depolama sırasında korozyonu önlemek için bir oksidasyon bariyeri ile işlenmiştir.
Çift işlemli folyo: Bu bakır folyoda, işlem filmin her iki tarafına da uygulanır. Bu malzemeye bazen tambur tarafı işlemli folyo da denir.
Dirençli bakır: Bu, normalde yüzey işlemi görmüş bakır olarak sınıflandırılmaz. Bu bakır folyoda, bakırın mat tarafı metalik bir kaplamayla kaplanır ve ardından 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 kararmayı önleyici 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 işlemlerle, standart levha üretim sürecinde minimum ek işlemle kolayca kullanılabilecek bir malzemeye sahip olursunuz.

Haddelenmiş Tavlanmış Bakır

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

Elde edilen tabaka oldukça pürüzsüz olabilir ve haddelenmiş tavlanmış bakır levhanın yüzeyinde çizgiler görülebilir. Aşağıdaki görseller, elektrokaplamalı bakır folyo ile haddelenmiş tavlanmış folyo arasındaki karşılaştırmayı göstermektedir.

PCB bakır folyo karşılaştırması

Elektrokaplamalı ve haddelenmiş-tavlanmış folyoların karşılaştırılması.
Düşük Profilli Bakır
Bu, alternatif bir işlemle üretebileceğiniz bir bakır folyo türü olmayabilir. Düşük profilli bakır, alt tabakaya yapışma için yeterli pürüzlülük ve çok düşük ortalama pürüzlülük sağlamak üzere bir mikro pürüzlendirme işlemiyle işlenip modifiye edilmiş elektrokaplama bakırdır. Bu bakır folyoların üretim süreçleri genellikle tescillidir. Bu folyolar genellikle ultra düşük profilli (ULP), çok düşük profilli (VLP) ve kısaca düşük profilli (LP, yaklaşık 1 mikron ortalama pürüzlülük) olarak sınıflandırılır.

İlgili makaleler：

PCB Üretiminde Bakır Folyo Neden Kullanılır?

Baskılı Devre Kartında Kullanılan Bakır Folyo