Industri material PCB telah menghabiskan banyak waktu untuk mengembangkan material yang menghasilkan kehilangan sinyal serendah mungkin. Untuk desain kecepatan tinggi dan frekuensi tinggi, kehilangan sinyal akan membatasi jarak perambatan sinyal dan mendistorsi sinyal, dan akan menciptakan deviasi impedansi yang dapat dilihat dalam pengukuran TDR. Saat kita merancang papan sirkuit cetak dan mengembangkan sirkuit yang beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi, mungkin tergoda untuk memilih tembaga yang sehalus mungkin dalam semua desain yang Anda buat.

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

Jenis-jenisPCB Foil Tembaga

Biasanya, ketika kita berbicara tentang tembaga pada material PCB, kita tidak berbicara tentang jenis tembaga tertentu, kita hanya berbicara tentang kekasarannya. Metode pengendapan tembaga yang berbeda menghasilkan lapisan 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, maka 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.

Diendapkan secara elektro

Dalam proses ini, drum diputar melalui larutan elektrolit, dan reaksi elektrodeposisi digunakan untuk "menumbuhkan" lapisan tembaga ke dalam drum. Saat drum berputar, lapisan tembaga yang dihasilkan perlahan-lahan dililitkan ke rol, menghasilkan lembaran tembaga kontinu yang nantinya dapat digulung ke laminasi. Sisi drum tembaga pada dasarnya akan sesuai dengan kekasaran drum, sedangkan sisi yang terbuka akan jauh lebih kasar.

Foil tembaga PCB yang diendapkan secara elektro

Produksi tembaga yang diendapkan secara elektro.
Agar dapat digunakan dalam proses fabrikasi PCB standar, sisi kasar tembaga akan terlebih dahulu diikatkan ke dielektrik resin kaca. Tembaga yang tersisa yang terbuka (sisi drum) perlu sengaja dibuat kasar secara kimiawi (misalnya, dengan plasma etching) sebelum dapat digunakan dalam proses laminasi berlapis tembaga standar. Ini akan memastikan tembaga dapat diikatkan ke lapisan berikutnya dalam susunan PCB.

Tembaga Elektrodeposisi yang Diperlakukan Permukaan

Saya tidak tahu istilah terbaik yang mencakup semua jenis permukaan yang dirawatfoil tembaga, maka judul di atas. Bahan tembaga ini paling dikenal sebagai foil yang diolah terbalik, meskipun ada dua variasi lain yang tersedia (lihat di bawah).

Foil yang diolah terbalik menggunakan pengolahan permukaan yang diaplikasikan pada sisi halus (sisi drum) dari lembaran tembaga yang diendapkan secara elektro. Lapisan pengolahan hanyalah lapisan tipis yang sengaja membuat tembaga menjadi kasar, sehingga akan memiliki daya rekat yang lebih baik pada material dielektrik. Pengolahan ini juga bertindak sebagai penghalang oksidasi yang mencegah korosi. Ketika tembaga ini digunakan untuk membuat panel laminasi, sisi yang diolah terikat pada dielektrik, dan sisi kasar yang tersisa tetap terbuka. Sisi yang terbuka tidak akan memerlukan pengasaran tambahan sebelum pengetsaan; sisi tersebut sudah memiliki kekuatan yang cukup untuk terikat pada lapisan berikutnya dalam susunan PCB.

Tiga variasi pada foil tembaga yang diolah secara terbalik meliputi:

Foil tembaga dengan perpanjangan suhu tinggi (HTE): Ini adalah foil tembaga yang diendapkan secara elektro yang mematuhi spesifikasi IPC-4562 Kelas 3. Permukaan yang terbuka juga diperlakukan dengan penghalang oksidasi untuk mencegah korosi selama penyimpanan.
Foil yang diolah dua kali: Pada foil tembaga ini, pengolahan dilakukan pada kedua sisi film. Bahan ini terkadang disebut foil yang diolah pada sisi drum.
Tembaga resistif: Tembaga ini biasanya tidak tergolong tembaga yang diolah permukaannya. Foil tembaga ini menggunakan lapisan metalik di atas sisi matte tembaga, yang kemudian dikasar hingga tingkat yang diinginkan.
Penerapan perlakuan permukaan pada material tembaga ini mudah saja: lapisan foil digulung melalui bak elektrolit tambahan yang mengaplikasikan pelapisan tembaga sekunder, diikuti oleh lapisan benih penghalang, dan akhirnya lapisan film anti-noda.

PCB foil tembaga

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

Tembaga yang Digulung dan Dianil

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

Lembaran yang dihasilkan bisa sangat halus, dan guratan-guratan terlihat pada permukaan lembaran tembaga yang digulung dan dianil. Gambar-gambar di bawah ini menunjukkan perbandingan antara foil tembaga yang diendapkan secara elektro dan foil yang digulung dan dianil.

Perbandingan foil tembaga PCB

Perbandingan antara foil yang diendapkan secara elektro dengan foil yang digulung dan dianil.
Tembaga Profil Rendah
Ini belum tentu merupakan jenis foil tembaga yang akan Anda buat dengan proses alternatif. Tembaga profil rendah adalah tembaga yang diendapkan secara elektro yang diolah dan dimodifikasi dengan proses pengasaran mikro untuk menghasilkan kekasaran rata-rata yang sangat rendah dengan pengasaran yang cukup untuk adhesi ke substrat. Proses untuk memproduksi foil tembaga ini biasanya bersifat hak milik. Foil ini sering dikategorikan sebagai profil sangat rendah (ULP), profil sangat rendah (VLP), dan profil rendah sederhana (LP, kekasaran rata-rata sekitar 1 mikron).

Foil Tembaga yang Digunakan dalam Papan Sirkuit Cetak

Waktu posting: 16-Jun-2022