Jenis Foil Tembaga PCB untuk Desain Frekuensi Tinggi

Industri bahan PCB telah menghabiskan banyak waktu untuk mengembangkan bahan yang memberikan kehilangan sinyal serendah mungkin.Untuk desain kecepatan tinggi dan frekuensi tinggi, kerugian akan membatasi jarak perambatan sinyal dan mendistorsi sinyal, dan ini akan menciptakan penyimpangan impedansi yang dapat dilihat pada pengukuran TDR.Saat kami mendesain papan sirkuit tercetak dan mengembangkan sirkuit yang beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi, mungkin tergoda untuk memilih tembaga sehalus mungkin dalam semua desain yang Anda buat.

FOIL TEMBAGA PCB (2)

Meskipun benar bahwa kekasaran tembaga menciptakan deviasi dan kerugian impedansi tambahan, seberapa halus foil tembaga Anda benar-benar diperlukan?Apakah ada beberapa metode sederhana yang dapat Anda gunakan untuk mengatasi kerugian tanpa memilih tembaga yang sangat halus untuk setiap desain?Kami akan melihat poin-poin ini di artikel ini, serta apa yang dapat Anda cari jika Anda mulai berbelanja bahan tumpukan PCB.

Jenis dariFoil Tembaga PCB

Biasanya ketika kita berbicara tentang tembaga pada bahan PCB, kita tidak berbicara tentang jenis tembaga tertentu, kita hanya berbicara tentang kekasarannya.Metode pengendapan tembaga yang berbeda menghasilkan film dengan nilai kekasaran yang berbeda, yang dapat dibedakan dengan jelas dalam gambar mikroskop elektron pemindaian (SEM).Jika Anda akan beroperasi pada frekuensi tinggi (biasanya WiFi 5 GHz atau lebih tinggi) atau pada kecepatan tinggi, perhatikan jenis tembaga yang ditentukan dalam lembar data material Anda.

Pastikan juga untuk memahami arti nilai Dk dalam lembar data.Tonton diskusi podcast ini dengan John Coonrod dari Rogers untuk mempelajari lebih lanjut tentang spesifikasi Dk.Dengan mengingat hal itu, mari kita lihat beberapa jenis foil tembaga PCB.

Elektrodeposit

Dalam proses ini, drum diputar melalui larutan elektrolitik, dan reaksi elektrodeposisi digunakan untuk “menumbuhkan” foil tembaga ke drum.Saat drum berputar, film tembaga yang dihasilkan secara perlahan dibungkus ke dalam roller, memberikan lembaran tembaga yang terus menerus yang nantinya dapat digulung ke atas laminasi.Sisi drum dari tembaga pada dasarnya akan cocok dengan kekasaran drum, sedangkan sisi yang terbuka akan jauh lebih kasar.

Foil tembaga PCB yang diendapkan dengan elektrodeposisi

Produksi tembaga dengan elektrodeposisi.
Agar dapat digunakan dalam proses fabrikasi PCB standar, sisi kasar tembaga pertama-tama akan diikat ke dielektrik kaca-resin.Tembaga terbuka yang tersisa (sisi drum) perlu dibuat kasar secara kimiawi (misalnya, dengan etsa plasma) sebelum dapat digunakan dalam proses laminasi berlapis tembaga standar.Ini akan memastikannya dapat diikat ke lapisan berikutnya dalam tumpukan PCB.

Tembaga yang Dilapisi Elektrodeposisi Permukaan

Saya tidak tahu istilah terbaik yang mencakup semua jenis perawatan permukaan yang berbedafoil tembaga, demikian judul di atas.Bahan tembaga ini paling dikenal sebagai foil dengan perlakuan terbalik, meskipun tersedia dua variasi lain (lihat di bawah).

Foil dengan perlakuan terbalik menggunakan perawatan permukaan yang diterapkan pada sisi halus (sisi drum) dari lembaran tembaga yang diendapkan secara elektrode.Lapisan perawatan hanyalah lapisan tipis yang sengaja membuat tembaga menjadi kasar, sehingga akan memiliki daya rekat yang lebih besar pada bahan dielektrik.Perawatan ini juga bertindak sebagai penghalang oksidasi yang mencegah korosi.Ketika tembaga ini digunakan untuk membuat panel laminasi, sisi yang dirawat terikat pada dielektrik, dan sisi kasar yang tersisa tetap terbuka.Sisi yang terbuka tidak memerlukan pengerasan tambahan sebelum etsa;itu sudah memiliki kekuatan yang cukup untuk mengikat ke lapisan berikutnya dalam tumpukan PCB.

FOIL TEMBAGA PCB (4)

Tiga variasi pada foil tembaga dengan perlakuan terbalik meliputi:

Foil tembaga pemanjangan suhu tinggi (HTE): Ini adalah foil tembaga yang diendapkan secara elektrode yang sesuai dengan spesifikasi IPC-4562 Grade 3.Bagian muka yang terbuka juga diperlakukan dengan penghalang oksidasi untuk mencegah korosi selama penyimpanan.
Foil dengan perlakuan ganda: Dalam foil tembaga ini, perawatan diterapkan pada kedua sisi film.Bahan ini kadang-kadang disebut foil dengan sisi drum.
Tembaga resistif: Ini biasanya tidak diklasifikasikan sebagai tembaga yang dirawat di permukaan.Foil tembaga ini menggunakan lapisan logam di atas sisi matte tembaga, yang kemudian dibuat kasar hingga tingkat yang diinginkan.
Aplikasi perawatan permukaan pada bahan tembaga ini sangat mudah: foil digulung melalui rendaman elektrolit tambahan yang menerapkan pelapisan tembaga sekunder, diikuti oleh lapisan benih penghalang, dan terakhir lapisan film anti noda.

lembaran tembaga PCB

Proses perawatan permukaan untuk foil tembaga.[Sumber: Pytel, Steven G., dkk."Analisis perawatan tembaga dan efek pada perambatan sinyal."Pada Konferensi Komponen Elektronik dan Teknologi ke-58 tahun 2008, hlm. 1144-1149.IEEE, 2008.]
Dengan proses tersebut, Anda memiliki bahan yang dapat dengan mudah digunakan dalam proses pembuatan papan standar dengan pemrosesan tambahan yang minimal.

Tembaga Digulung-Anil

Foil tembaga yang digulung-anil akan melewati gulungan foil tembaga melalui sepasang rol, yang akan menggulung lembaran tembaga dengan ketebalan yang diinginkan.Kekasaran lembaran foil yang dihasilkan akan bervariasi tergantung pada parameter penggulungan (kecepatan, tekanan, dll.).

 

FOIL TEMBAGA PCB (1)

Lembaran yang dihasilkan bisa sangat halus, dan goresan terlihat pada permukaan lembaran tembaga yang digulung.Gambar di bawah ini menunjukkan perbandingan antara foil tembaga yang diendapkan secara elektrodeposit dan foil yang digulung.

Perbandingan foil tembaga PCB

Perbandingan foil yang diendapkan dengan elektrodeposisi vs. yang digulung.
Tembaga Profil Rendah
Ini belum tentu jenis foil tembaga yang akan Anda buat dengan proses alternatif.Tembaga profil rendah adalah tembaga elektrodeposisi yang diolah dan dimodifikasi dengan proses micro-roughening untuk memberikan kekasaran rata-rata yang sangat rendah dengan kekasaran yang cukup untuk adhesi ke substrat.Proses pembuatan foil tembaga ini biasanya merupakan hak milik.Foil ini sering dikategorikan sebagai ultra-low profile (ULP), very low profile (VLP), dan hanya low-profile (LP, kekasaran rata-rata sekitar 1 mikron).

 

Artikel terkait:

Mengapa Tembaga Foil digunakan dalam Manufaktur PCB?

Foil Tembaga Digunakan di Papan Sirkuit Cetak


Waktu posting: Jun-16-2022