Piirilevyissä käytetty pääjohdinmateriaali onkuparifoliota, jota käytetään signaalien ja virtojen välittämiseen. Samanaikaisesti piirilevyjen kuparikalvoa voidaan käyttää myös vertailutasona siirtolinjan impedanssin ohjaamiseen tai suojana sähkömagneettisten häiriöiden (EMI) vaimentamiseen. Samaan aikaan piirilevyjen valmistusprosessissa kuparifolion kuoriutumislujuus, etsauskyky ja muut ominaisuudet vaikuttavat myös piirilevyjen valmistuksen laatuun ja luotettavuuteen. PCB Layout -insinöörien on ymmärrettävä nämä ominaisuudet varmistaakseen, että piirilevyjen valmistusprosessi voidaan suorittaa onnistuneesti.
Piirilevyjen kuparikalvossa on elektrolyyttinen kuparikalvo (sähkösaostettu ED-kuparifolio) ja kalanteroitu hehkutettu kuparifolio (valssattu hehkutettu RA-kuparifolio) kahta tyyppiä, joista ensimmäinen elektrolyyttisellä valmistusmenetelmällä ja jälkimmäinen valssausmenetelmällä. Jäykissä piirilevyissä käytetään pääasiassa elektrolyyttisiä kuparikalvoja, kun taas valssattuja hehkutettuja kuparikalvoja käytetään pääasiassa taipuisissa piirilevyissä.
Painettujen piirilevyjen sovelluksissa elektrolyyttisten ja kalanteroitujen kuparikalvojen välillä on merkittävä ero. Elektrolyyttisten kuparikalvojen kahdella pinnalla on erilaiset ominaisuudet, eli kalvon kahden pinnan karheus ei ole sama. Kun piirien taajuudet ja nopeudet kasvavat, kuparikalvojen erityisominaisuudet voivat vaikuttaa millimetriaaltotaajuuden (mm Wave) ja suurten nopeuksien digitaalisten (HSD) piirien suorituskykyyn. Kuparifolion pinnan karheus voi vaikuttaa PCB:n lisäyshäviöön, vaiheiden tasaisuuteen ja etenemisviiveeseen. Kuparifolion pinnan karheus voi aiheuttaa suorituskyvyn vaihteluita PCB:stä toiseen sekä sähköisen suorituskyvyn vaihtelua PCB:stä toiseen. Kuparikalvojen roolin ymmärtäminen tehokkaissa ja nopeissa piireissä voi auttaa optimoimaan ja simuloimaan tarkemmin suunnitteluprosessia mallista todelliseen piiriin.
Kuparifolion pinnan karheus on tärkeää piirilevyjen valmistuksessa
Suhteellisen karkea pintaprofiili auttaa vahvistamaan kuparikalvon tarttuvuutta hartsijärjestelmään. Karheampi pintaprofiili saattaa kuitenkin vaatia pidempiä etsausaikoja, mikä voi vaikuttaa levyn tuottavuuteen ja viivakuvion tarkkuuteen. Pidentynyt syövytysaika tarkoittaa lisääntynyttä johtimen sivusyövytystä ja ankarampaa johtimen sivuetsausta. Tämä vaikeuttaa hienoviivojen valmistusta ja impedanssin säätöä. Lisäksi kuparikalvon karheuden vaikutus signaalin vaimenemiseen tulee ilmeiseksi piirin toimintataajuuden kasvaessa. Korkeammilla taajuuksilla enemmän sähköisiä signaaleja lähetetään johtimen pinnan läpi, ja karheampi pinta saa signaalin kulkemaan pidemmän matkan, mikä johtaa suurempaan vaimenemiseen tai häviöön. Siksi korkean suorituskyvyn alustat vaativat alhaisen karheuden kuparikalvoja, joilla on riittävä tarttuvuus, jotta ne sopivat korkean suorituskyvyn hartsijärjestelmiin.
Vaikka useimpien PCB-sovellusten kuparin paksuus on nykyään 1/2 unssia (noin 18 μm), 1 unssia (noin 35 μm) ja 2 unssia (noin 70 μm), mobiililaitteet ovat yksi ohjaavista tekijöistä siihen, että piirilevyjen kuparin paksuus on yhtä ohutta kuin 1 μm, kun taas toisaalta 100 μm tai sitä suuremmat kuparin paksuudet tulevat jälleen tärkeiksi uusien sovellusten ansiosta (esim. autoelektroniikka, LED-valaistus jne.). .
Ja 5G-millimetriaaltojen sekä nopeiden sarjayhteyksien kehittymisen myötä alhaisemman karheuden omaavien kuparikalvojen kysyntä kasvaa selvästi.
Postitusaika: 10.4.2024