Das Hauptleitermaterial, das in Leiterplatten verwendet wird, istKupferfolie, das zur Übertragung von Signalen und Strömen dient. Gleichzeitig kann Kupferfolie auf Leiterplatten auch als Referenzebene zur Steuerung der Impedanz der Übertragungsleitung oder als Abschirmung zur Unterdrückung elektromagnetischer Störungen (EMI) verwendet werden. Gleichzeitig wirken sich im PCB-Herstellungsprozess auch die Schälfestigkeit, die Ätzleistung und andere Eigenschaften der Kupferfolie auf die Qualität und Zuverlässigkeit der PCB-Herstellung aus. PCB-Layout-Ingenieure müssen diese Eigenschaften verstehen, um sicherzustellen, dass der PCB-Herstellungsprozess erfolgreich durchgeführt werden kann.
Kupferfolie für Leiterplatten besteht aus elektrolytischer Kupferfolie (galvanisch abgeschiedene ED-Kupferfolie) und kalandrierte geglühte Kupferfolie (gewalzte, geglühte RA-Kupferfolie) zwei Arten, die erstere durch das galvanische Herstellungsverfahren, die letztere durch das Walzverfahren. Bei starren Leiterplatten werden hauptsächlich elektrolytische Kupferfolien verwendet, während bei flexiblen Leiterplatten hauptsächlich gewalzte, geglühte Kupferfolien zum Einsatz kommen.
Für Anwendungen in Leiterplatten gibt es einen wesentlichen Unterschied zwischen elektrolytischen und kalandrierten Kupferfolien. Elektrolytische Kupferfolien weisen auf ihren beiden Oberflächen unterschiedliche Eigenschaften auf, dh die Rauheit der beiden Oberflächen der Folie ist nicht gleich. Mit steigenden Schaltungsfrequenzen und -raten können spezifische Eigenschaften von Kupferfolien die Leistung von Millimeterwellen- (mm Wave) Frequenz- und Hochgeschwindigkeits-Digitalschaltungen (HSD) beeinträchtigen. Die Rauheit der Kupferfolienoberfläche kann sich auf die Einfügungsdämpfung der Leiterplatte, die Phasengleichmäßigkeit und die Ausbreitungsverzögerung auswirken. Die Rauheit der Kupferfolienoberfläche kann zu Leistungsschwankungen von einer Leiterplatte zur anderen sowie zu Schwankungen der elektrischen Leistung von einer Leiterplatte zur anderen führen. Das Verständnis der Rolle von Kupferfolien in Hochleistungs-Hochgeschwindigkeitsschaltungen kann dazu beitragen, den Entwurfsprozess vom Modell bis zur tatsächlichen Schaltung zu optimieren und genauer zu simulieren.
Die Oberflächenrauheit von Kupferfolie ist für die Leiterplattenherstellung wichtig
Ein relativ raues Oberflächenprofil trägt dazu bei, die Haftung der Kupferfolie am Harzsystem zu verstärken. Allerdings erfordert ein raueres Oberflächenprofil möglicherweise längere Ätzzeiten, was sich auf die Leiterplattenproduktivität und die Linienmustergenauigkeit auswirken kann. Eine längere Ätzzeit bedeutet eine verstärkte seitliche Ätzung des Leiters und eine stärkere seitliche Ätzung des Leiters. Dies erschwert die Herstellung feiner Leitungen und die Impedanzkontrolle. Darüber hinaus wird der Einfluss der Rauheit der Kupferfolie auf die Signaldämpfung deutlich, wenn die Betriebsfrequenz der Schaltung steigt. Bei höheren Frequenzen werden mehr elektrische Signale durch die Oberfläche des Leiters übertragen, und eine rauere Oberfläche führt dazu, dass das Signal eine längere Distanz zurücklegt, was zu einer größeren Dämpfung oder einem größeren Verlust führt. Daher erfordern Hochleistungssubstrate Kupferfolien mit geringer Rauheit und ausreichender Haftung, um zu Hochleistungsharzsystemen zu passen.
Obwohl die meisten Anwendungen auf Leiterplatten heutzutage Kupferdicken von 1/2 oz (ca. 18 μm), 1 oz (ca. 35 μm) und 2 oz (ca. 70 μm) aufweisen, sind mobile Geräte einer der treibenden Faktoren dafür, dass die Kupferdicken von Leiterplatten so dünn sind 1μm, während andererseits Kupferdicken von 100μm und mehr aufgrund neuer Anwendungen (z. B. Automobilelektronik, LED-Beleuchtung usw.) wieder an Bedeutung gewinnen werden. .
Und mit der Entwicklung von 5G-Millimeterwellen sowie seriellen Hochgeschwindigkeitsverbindungen steigt die Nachfrage nach Kupferfolien mit geringeren Rauheitsprofilen deutlich.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 10. April 2024