Hovedledermaterialet som brukes i PCB-er erkobberfolie, som brukes til å overføre signaler og strømmer. Samtidig kan kobberfolie på PCB-er også brukes som et referanseplan for å kontrollere impedansen til transmisjonslinjen, eller som et skjold for å undertrykke elektromagnetisk interferens (EMI). Samtidig vil avskallingsstyrken, etsningsytelsen og andre egenskaper ved kobberfolien i PCB-produksjonsprosessen også påvirke kvaliteten og påliteligheten til PCB-produksjonen. PCB-layoutingeniører må forstå disse egenskapene for å sikre at PCB-produksjonsprosessen kan utføres vellykket.
Kobberfolie for kretskort har elektrolytisk kobberfolie (elektroavsatt ED-kobberfolie) og kalandrert glødet kobberfolie (rullet glødet RA kobberfolie) to typer, førstnevnte gjennom galvaniseringsmetoden for produksjon, sistnevnte gjennom valsingsmetoden for produksjon. I stive PCB-er brukes hovedsakelig elektrolytiske kobberfolier, mens valsede glødede kobberfolier hovedsakelig brukes til fleksible kretskort.
For applikasjoner i kretskort er det en betydelig forskjell mellom elektrolytiske og kalandrerte kobberfolier. Elektrolytiske kobberfolier har forskjellige egenskaper på sine to overflater, dvs. at ruheten på de to overflatene av folien ikke er den samme. Etter hvert som kretsfrekvenser og -hastigheter øker, kan spesifikke egenskaper ved kobberfolier påvirke ytelsen til millimeterbølgefrekvens (mm-bølge) og høyhastighets digitale (HSD) kretser. Overflateruhet på kobberfolien kan påvirke innsettingstap på kretskortet, faseuniformitet og forplantningsforsinkelse. Overflateruhet på kobberfolien kan forårsake variasjoner i ytelse fra ett kretskort til et annet, samt variasjoner i elektrisk ytelse fra ett kretskort til et annet. Å forstå rollen til kobberfolier i høyytelses- og høyhastighetskretser kan bidra til å optimalisere og mer nøyaktig simulere designprosessen fra modell til faktisk krets.
Overflateruhet på kobberfolie er viktig for PCB-produksjon
En relativt ru overflateprofil bidrar til å styrke kobberfoliens adhesjon til harpiksystemet. En ruere overflateprofil kan imidlertid kreve lengre etsetider, noe som kan påvirke kortets produktivitet og linjemønsternøyaktighet. Økt etsetid betyr økt lateral etsing av lederen og mer alvorlig sideetsing av lederen. Dette gjør det vanskeligere å fremstille fine linjer og kontrollere impedansen. I tillegg blir effekten av kobberfoliens ruhet på signaldemping tydelig når kretsens driftsfrekvens øker. Ved høyere frekvenser overføres flere elektriske signaler gjennom lederens overflate, og en ruere overflate fører til at signalet beveger seg over lengre avstand, noe som resulterer i større demping eller tap. Derfor krever høyytelsessubstrater kobberfolier med lav ruhet og tilstrekkelig adhesjon til å matche høyytelsesharpiksystemer.
Selv om de fleste bruksområder på PCB-er i dag har kobbertykkelser på 1/2 oz (ca. 18 μm), 1 oz (ca. 35 μm) og 2 oz (ca. 70 μm), er mobile enheter en av drivende faktorene for at PCB-kobbertykkelser er så tynne som 1 μm, mens kobbertykkelser på 100 μm eller mer vil bli viktige igjen på grunn av nye bruksområder (f.eks. bilelektronikk, LED-belysning osv.).
Og med utviklingen av 5G millimeterbølger samt høyhastighets serielle lenker, øker etterspørselen etter kobberfolier med lavere ruhetsprofiler tydelig.
Publisert: 10. april 2024