Il materiale conduttore principale utilizzato nei PCB èfoglio di rame, che viene utilizzato per trasmettere segnali e correnti. Allo stesso tempo, il foglio di rame sui PCB può anche essere utilizzato come piano di riferimento per controllare l'impedenza della linea di trasmissione o come schermo per sopprimere le interferenze elettromagnetiche (EMI). Allo stesso tempo, nel processo di produzione dei PCB, la resistenza al distacco, le prestazioni di incisione e altre caratteristiche del foglio di rame influiranno anche sulla qualità e l'affidabilità della produzione dei PCB. Gli ingegneri che si occupano del layout dei PCB devono comprendere queste caratteristiche per garantire che il processo di produzione dei PCB possa essere eseguito correttamente.
Il foglio di rame per i circuiti stampati ha un foglio di rame elettrolitico (lamina di rame ED elettrodeposta) e lamina di rame ricotto calandrato (lamina di rame ricotto RA laminato) di due tipi, il primo tramite il metodo di produzione galvanico, il secondo tramite il metodo di produzione laminato. Nei PCB rigidi vengono utilizzati principalmente fogli di rame elettrolitico, mentre i fogli di rame ricotto laminato vengono utilizzati principalmente per i circuiti stampati flessibili.
Per le applicazioni nei circuiti stampati, esiste una differenza significativa tra i fogli di rame elettrolitico e calandrato. I fogli di rame elettrolitico presentano caratteristiche diverse sulle due superfici, ovvero la rugosità delle due superfici del foglio non è la stessa. Con l'aumentare delle frequenze e delle velocità dei circuiti, caratteristiche specifiche dei fogli di rame possono influenzare le prestazioni dei circuiti a onde millimetriche (mmWave) e dei circuiti digitali ad alta velocità (HSD). La rugosità superficiale del foglio di rame può influire sulla perdita di inserzione del PCB, sull'uniformità di fase e sul ritardo di propagazione. La rugosità superficiale del foglio di rame può causare variazioni nelle prestazioni da un PCB all'altro, nonché variazioni nelle prestazioni elettriche da un PCB all'altro. Comprendere il ruolo dei fogli di rame nei circuiti ad alte prestazioni e ad alta velocità può aiutare a ottimizzare e simulare con maggiore precisione il processo di progettazione, dal modello al circuito reale.
La rugosità superficiale del foglio di rame è importante per la produzione di PCB
Un profilo superficiale relativamente ruvido contribuisce a rafforzare l'adesione del foglio di rame al sistema di resina. Tuttavia, un profilo superficiale più ruvido può richiedere tempi di incisione più lunghi, il che può influire sulla produttività della scheda e sulla precisione del pattern di linea. Un tempo di incisione maggiore comporta una maggiore incisione laterale del conduttore e un'incisione laterale più accentuata. Ciò rende più difficili la fabbricazione di linee sottili e il controllo dell'impedenza. Inoltre, l'effetto della rugosità del foglio di rame sull'attenuazione del segnale diventa evidente all'aumentare della frequenza operativa del circuito. A frequenze più elevate, vengono trasmessi più segnali elettrici attraverso la superficie del conduttore e una superficie più ruvida fa sì che il segnale percorra una distanza maggiore, con conseguente maggiore attenuazione o perdita. Pertanto, i substrati ad alte prestazioni richiedono fogli di rame a bassa rugosità con un'adesione sufficiente per adattarsi ai sistemi di resina ad alte prestazioni.
Sebbene la maggior parte delle applicazioni sui PCB odierni abbia spessori di rame pari a 1/2 oz (circa 18 μm), 1 oz (circa 35 μm) e 2 oz (circa 70 μm), i dispositivi mobili sono uno dei fattori determinanti per lo spessore del rame dei PCB pari a 1 μm, mentre d'altro canto spessori di rame pari o superiori a 100 μm torneranno ad essere importanti grazie a nuove applicazioni (ad esempio elettronica automobilistica, illuminazione a LED, ecc.).
E con lo sviluppo delle onde millimetriche 5G e dei collegamenti seriali ad alta velocità, la domanda di lamine di rame con profili di rugosità inferiori è in netto aumento.
Data di pubblicazione: 10 aprile 2024