صنعت مواد PCB زمان قابل توجهی را صرف توسعه موادی کرده است که کمترین تلفات سیگنال ممکن را ارائه می دهند. برای طراحی های با سرعت بالا و فرکانس بالا، تلفات فاصله انتشار سیگنال را محدود می کند و سیگنال ها را تحریف می کند و انحراف امپدانس ایجاد می کند که می تواند در اندازه گیری های TDR دیده شود. همانطور که ما هر برد مدار چاپی را طراحی می کنیم و مدارهایی را توسعه می دهیم که در فرکانس های بالاتر کار می کنند، ممکن است وسوسه انگیز باشد که در تمام طرح هایی که ایجاد می کنید، صاف ترین مس ممکن را انتخاب کنید.

در حالی که درست است که زبری مس انحراف و تلفات امپدانس اضافی ایجاد می کند، فویل مسی شما واقعا چقدر باید صاف باشد؟ آیا روش های ساده ای وجود دارد که می توانید برای غلبه بر تلفات بدون انتخاب مس فوق العاده صاف برای هر طرح استفاده کنید؟ ما در این مقاله به این نکات و همچنین مواردی که می‌توانید در صورت شروع به خرید مواد PCB stackup بگردید، نگاه خواهیم کرد.

انواعفویل مس PCB

معمولاً وقتی از مس روی مواد PCB صحبت می کنیم، در مورد نوع خاص مس صحبت نمی کنیم، بلکه فقط در مورد زبری آن صحبت می کنیم. روش‌های مختلف رسوب‌گذاری مس، فیلم‌هایی با مقادیر زبری متفاوت تولید می‌کنند که می‌تواند به وضوح در تصویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) متمایز شود. اگر قرار است در فرکانس‌های بالا (معمولاً وای‌فای ۵ گیگاهرتز یا بالاتر) یا با سرعت‌های بالا کار کنید، به نوع مس مشخص‌شده در برگه اطلاعات مواد خود توجه کنید.

همچنین، مطمئن شوید که معنای مقادیر Dk را در یک دیتاشیت درک کرده اید. این بحث پادکست را با جان کونرود از راجرز تماشا کنید تا در مورد مشخصات Dk بیشتر بدانید. با در نظر گرفتن این موضوع، اجازه دهید به برخی از انواع مختلف فویل مسی PCB نگاهی بیندازیم.

رسوب الکتریکی

در این فرآیند، یک درام از طریق محلول الکترولیتی چرخانده می‌شود و از واکنش رسوب الکتریکی برای "رشد" فویل مسی روی درام استفاده می‌شود. همانطور که درام می چرخد، فیلم مسی به دست آمده به آرامی روی یک غلتک پیچیده می شود و یک ورقه مسی پیوسته ایجاد می کند که بعداً می تواند روی یک ورقه ورقه نورد شود. سمت درام مس اساساً با زبری درام مطابقت دارد، در حالی که سمت درام بسیار زبرتر خواهد بود.

ورق مسی PCB رسوب داده شده با الکترود

تولید مس با رسوب الکتریکی.
به منظور استفاده در یک فرآیند استاندارد ساخت PCB، قسمت ناهموار مس ابتدا به یک دی الکتریک رزین شیشه ای متصل می شود. مس در معرض باقی مانده (سمت درام) باید عمداً از نظر شیمیایی زبر شود (مثلاً با اچ پلاسما) قبل از اینکه بتوان در فرآیند لایه‌کاری استاندارد روکش مسی استفاده کرد. این اطمینان حاصل می کند که می توان آن را به لایه بعدی در stackup PCB متصل کرد.

مس ته نشین شده با روش سطحی

من بهترین اصطلاحی را که تمام انواع مختلف سطوح تحت درمان را در بر می گیرد، نمی دانمفویل های مسی، بنابراین عنوان فوق. این مواد مسی به عنوان فویل‌های معکوس‌شده شناخته می‌شوند، اگرچه دو نوع دیگر نیز موجود است (به زیر مراجعه کنید).

فویل‌های درمان شده معکوس از یک عملیات سطحی استفاده می‌کنند که به سمت صاف (سمت درام) یک ورق مسی الکترورس‌شده اعمال می‌شود. یک لایه تصفیه فقط یک پوشش نازک است که عمدا مس را زبر می کند، بنابراین چسبندگی بیشتری به یک ماده دی الکتریک خواهد داشت. این درمان ها همچنین به عنوان یک مانع اکسیداسیون عمل می کنند که از خوردگی جلوگیری می کند. هنگامی که از این مس برای ایجاد پانل های لمینت استفاده می شود، سمت درمان شده به دی الکتریک متصل می شود و قسمت ناهموار باقی مانده در معرض دید باقی می ماند. طرف در معرض هیچ گونه زبری اضافی قبل از اچ کردن نیاز ندارد. در حال حاضر استحکام کافی برای اتصال به لایه بعدی در استک آپ PCB را خواهد داشت.

سه تغییر در فویل مسی معکوس شده عبارتند از:

فویل مسی با افزایش دمای بالا (HTE): این یک فویل مسی الکترود رسوب شده است که با مشخصات IPC-4562 درجه 3 مطابقت دارد. صورت در معرض نیز با یک مانع اکسیداسیون درمان می شود تا از خوردگی در طول ذخیره سازی جلوگیری شود.
فویل دوتایی: در این فویل مسی، درمان به دو طرف فیلم اعمال می شود. گاهی اوقات به این ماده فویل درمان شده در سمت درام نیز گفته می شود.
مس مقاومتی: این مس معمولاً به عنوان مس تحت درمان با سطح طبقه بندی نمی شود. این فویل مسی از یک روکش فلزی روی قسمت مات مس استفاده می کند که سپس تا سطح مورد نظر زبر می شود.
کاربرد سطحی در این مواد مسی ساده است: فویل از طریق حمام های الکترولیت اضافی که یک روکش مس ثانویه را اعمال می کند، به دنبال آن یک لایه دانه مانع و در نهایت یک لایه فیلم ضد لکه دار می شود.

فویل مسی PCB

فرآیندهای تصفیه سطحی برای فویل های مسی [منبع: Pytel, Steven G., et al. "تجزیه و تحلیل تیمارهای مس و اثرات آن بر انتشار سیگنال." در سال 2008 پنجاه و هشتمین کنفرانس قطعات و فناوری الکترونیک، صفحات 1144-1149. IEEE، 2008.]
با این فرآیندها، شما ماده ای دارید که می تواند به راحتی در فرآیند ساخت تخته استاندارد با حداقل پردازش اضافی مورد استفاده قرار گیرد.

مس نورد شده آنیل شده

فویل های مسی آنیل شده رول شده، یک رول فویل مسی را از میان یک جفت غلتک عبور می دهند که ورق مس را به ضخامت مورد نظر به صورت سرد رول می کند. زبری ورق فویل حاصل بسته به پارامترهای نورد (سرعت، فشار و غیره) متفاوت خواهد بود.

ورق به دست آمده می تواند بسیار صاف باشد و خطوط بر روی سطح ورق مسی آنیل شده نورد شده قابل مشاهده است. تصاویر زیر مقایسه ای بین یک فویل مسی رسوب داده شده با یک فویل نورد آنیل شده را نشان می دهد.

مقایسه فویل مس PCB

مقایسه فویل‌های الکترورسوب شده در مقابل فویل‌های نورد آنیل شده.
مس کم پروفیل
این لزوماً یک نوع فویل مسی نیست که با یک فرآیند جایگزین بسازید. مس با پروفیل پایین، مسی است که با الکترورسوب گذاری شده است که با یک فرآیند ریز زبری پردازش و اصلاح می شود تا زبری متوسط ​​بسیار پایین با زبری کافی برای چسبندگی به زیرلایه ایجاد کند. فرآیندهای تولید این فویل های مسی معمولاً اختصاصی است. این فویل‌ها اغلب به‌عنوان پروفیل فوق‌العاده کم (ULP)، پروفیل بسیار کم (VLP) و به سادگی با مشخصات کم (LP، زبری متوسط ​​حدود 1 میکرون) طبقه‌بندی می‌شوند.

مقالات مرتبط：

چرا از فویل مس در تولید PCB استفاده می شود؟

فویل مسی مورد استفاده در برد مدار چاپی