תעשיית חומרי ה-PCB השקיעה כמויות משמעותיות של זמן בפיתוח חומרים המספקים אובדן אות נמוך ככל האפשר. עבור עיצובים במהירות גבוהה ותדר גבוה, הפסדים יגבילו את מרחק התפשטות האות ויעוותו את האותות, וזה יצור סטיית עכבה שניתן לראות במדידות TDR. מכיוון שאנו מתכננים כל מעגל מודפס ומפתחים מעגלים הפועלים בתדרים גבוהים יותר, זה עשוי להיות מפתה לבחור בנחושת החלקה ביותר האפשרית בכל העיצובים שאתה יוצר.

אמנם זה נכון שחספוס נחושת יוצר סטייה והפסדים נוספים בעכבה, אבל עד כמה רדיד הנחושת שלך באמת צריך להיות חלק? האם ישנן כמה שיטות פשוטות בהן תוכל להשתמש כדי להתגבר על הפסדים מבלי לבחור נחושת חלקה במיוחד עבור כל עיצוב? נבחן את הנקודות הללו במאמר זה, כמו גם מה אתה יכול לחפש אם אתה מתחיל לקנות חומרי ערימת PCB.

סוגים שלנייר כסף נחושת PCB

בדרך כלל כשאנחנו מדברים על נחושת על חומרי PCB, אנחנו לא מדברים על הסוג הספציפי של נחושת, אנחנו מדברים רק על החספוס שלה. שיטות שונות של שקיעת נחושת מייצרות סרטים בעלי ערכי חספוס שונים, שניתן להבחין בהם בבירור בתמונת מיקרוסקופ אלקטרוני סורק (SEM). אם אתה מתכוון לפעול בתדרים גבוהים (בדרך כלל 5 GHz WiFi ומעלה) או במהירויות גבוהות, שים לב לסוג הנחושת המצוין בגיליון הנתונים של החומר שלך.

כמו כן, הקפד להבין את המשמעות של ערכי Dk בגיליון נתונים. צפה בדיון הפודקאסט הזה עם ג'ון קונרוד מרוג'רס כדי ללמוד עוד על מפרטי Dk. עם זאת בחשבון, הבה נסתכל על כמה מהסוגים השונים של רדיד נחושת PCB.

מופקד אלקטרוד

בתהליך זה, תוף מסובב דרך תמיסה אלקטרוליטית, ותגובת אלקטרוקציה משמשת כדי "לגדל" את רדיד הנחושת על התוף. כאשר התוף מסתובב, סרט הנחושת המתקבל נכרך באיטיות על גבי רולר, ונותן יריעת נחושת רציפה שניתן לגלגל מאוחר יותר על גבי לרבד. צד התוף של הנחושת יתאים למעשה לחספוס התוף, בעוד הצד החשוף יהיה מחוספס הרבה יותר.

רדיד נחושת PCB מופקד באלקטרוד

ייצור נחושת מופקדת באלקטרו.
על מנת לשמש בתהליך ייצור PCB סטנדרטי, הצד המחוספס של הנחושת יחובר תחילה לדיאלקטרי זכוכית-שרף. את הנחושת החשופה הנותרת (צד התוף) יהיה צורך לחספס בכוונה כימית (למשל, עם תחריט פלזמה) לפני שניתן יהיה להשתמש בה בתהליך הלמינציה הסטנדרטי של חיפוי נחושת. זה יבטיח שניתן לחבר אותו לשכבה הבאה בערימת ה-PCB.

נחושת מטופלת על פני השטח

אני לא מכיר את המונח הטוב ביותר שמקיף את כל סוגי המשטח המטופלים השוניםניירות נחושת, לפיכך הכותרת לעיל. חומרי נחושת אלו ידועים בעיקר בתור רדיד מטופלים הפוכים, אם כי שתי וריאציות אחרות זמינות (ראה להלן).

רדידים שעברו טיפול הפוך משתמשים בטיפול פני השטח המוחל על הצד החלק (צד התוף) של יריעת נחושת שהונחה באלקטרון. שכבת טיפול היא רק ציפוי דק המחספס בכוונה את הנחושת, כך שתהיה לה הידבקות רבה יותר לחומר דיאלקטרי. טיפולים אלו פועלים גם כמחסום חמצון המונע קורוזיה. כאשר משתמשים בנחושת זו ליצירת לוחות למינציה, הצד המטופל נקשר לדיאלקטרי, והצד הגס שנותר נשאר חשוף. הצד החשוף לא יצטרך חיספוס נוסף לפני תחריט; כבר יהיה לו מספיק כוח כדי להיקשר לשכבה הבאה בערימת ה-PCB.

שלוש וריאציות על נייר נחושת שעבר טיפול הפוך כוללות:

רדיד נחושת עם התארכות בטמפרטורה גבוהה (HTE): זהו רדיד נחושת שהושקע באלקטרונית התואם למפרטי IPC-4562 דרגה 3. הפנים החשופים מטופלים גם במחסום חמצון למניעת קורוזיה במהלך האחסון.
נייר כסף מטופל כפול: בנייר נחושת זה, הטיפול מוחל על שני צידי הסרט. חומר זה נקרא לפעמים נייר כסף מטופל בצד התוף.
נחושת עמידה: זה לא מסווג בדרך כלל כנחושת מטופלת על פני השטח. רדיד נחושת זה משתמש בציפוי מתכתי על הצד המט של הנחושת, אשר לאחר מכן מחוספס לרמה הרצויה.
יישום טיפול פני השטח בחומרי נחושת אלה הוא פשוט: הרדיד מגולגל דרך אמבטיות אלקטרוליטים נוספות המורחות ציפוי נחושת משני, ואחריה שכבת זרע מחסום, ולבסוף שכבת סרט נגד הכתמה.

נייר כסף נחושת PCB

תהליכי טיפול פני השטח לרדידי נחושת. [מקור: Pytel, Steven G., et al. "ניתוח של טיפולי נחושת וההשפעות על התפשטות האותות." בשנת 2008 הכנס ה-58 לרכיבים וטכנולוגיה אלקטרוניים, עמ' 1144-1149. IEEE, 2008.]
עם תהליכים אלה, יש לך חומר שניתן להשתמש בו בקלות בתהליך ייצור הלוח הסטנדרטי עם מינימום עיבוד נוסף.

נחושת מגולגלת

רדיד נחושת מחושל מגולגל יעביר גליל של נייר נחושת דרך זוג גלילים, אשר יגלגלו קר את יריעת הנחושת לעובי הרצוי. החספוס של יריעת נייר הכסף שתתקבל ישתנה בהתאם לפרמטרי הגלגול (מהירות, לחץ וכו').

היריעה המתקבלת יכולה להיות חלקה מאוד, ופסים נראים על פני השטח של יריעת הנחושת המגולגלת. התמונות שלהלן מציגות השוואה בין רדיד נחושת שהושקע באלקטרונית לבין רדיד מחושל מגולגל.

השוואת נייר נחושת PCB

השוואה בין יריעות אלקטרוסט לעומת יריעות מגולגלות.
נחושת בעלת פרופיל נמוך
זה לא בהכרח סוג של רדיד נחושת שאתה מייצר בתהליך חלופי. נחושת בעלת פרופיל נמוך היא נחושת שהושקעה באלקטרונית המטופלת ומשתנתה בתהליך חיספוס מיקרו על מנת לספק חספוס ממוצע נמוך מאוד עם חיספוס מספיק להדבקה למצע. התהליכים לייצור רדיד נחושת אלה הם בדרך כלל קנייניים. רדידים אלה מסווגים לעתים קרובות כפרופיל נמוך במיוחד (ULP), פרופיל נמוך מאוד (VLP), ופשוט בעלי פרופיל נמוך (LP, חספוס ממוצע של כ-1 מיקרון).

מאמרים קשורים:

מדוע משתמשים בנייר נחושת בייצור PCB?

רדיד נחושת בשימוש במעגלים מודפסים