O principal material condutor usado em PCBs éfolha de cobre, que é usado para transmitir sinais e correntes. Ao mesmo tempo, a folha de cobre em PCBs também pode ser usada como um plano de referência para controlar a impedância da linha de transmissão ou como uma blindagem para suprimir interferência eletromagnética (EMI). Ao mesmo tempo, no processo de fabricação de PCBs, a resistência ao descascamento, o desempenho de corrosão e outras características da folha de cobre também afetam a qualidade e a confiabilidade da fabricação de PCBs. Os engenheiros de layout de PCB precisam entender essas características para garantir que o processo de fabricação de PCBs seja realizado com sucesso.
A folha de cobre para placas de circuito impresso possui folha de cobre eletrolítica (folha de cobre ED eletrodepositada) e folha de cobre recozida calandrada (folha de cobre RA recozida laminada) dois tipos, o primeiro através do método de fabricação por galvanoplastia, o segundo através do método de fabricação por laminação. Em PCBs rígidos, as folhas de cobre eletrolítico são usadas principalmente, enquanto as folhas de cobre recozido laminado são usadas principalmente para placas de circuitos flexíveis.
Para aplicações em placas de circuito impresso, há uma diferença significativa entre folhas de cobre eletrolíticas e calandradas. Folhas de cobre eletrolíticas têm características diferentes em suas duas superfícies, ou seja, a rugosidade das duas superfícies da folha não é a mesma. À medida que as frequências e taxas do circuito aumentam, características específicas das folhas de cobre podem afetar o desempenho da frequência de ondas milimétricas (mm Wave) e circuitos digitais de alta velocidade (HSD). A rugosidade da superfície da folha de cobre pode afetar a perda de inserção do PCB, a uniformidade de fase e o atraso de propagação. A rugosidade da superfície da folha de cobre pode causar variações no desempenho de um PCB para outro, bem como variações no desempenho elétrico de um PCB para outro. Entender o papel das folhas de cobre em circuitos de alto desempenho e alta velocidade pode ajudar a otimizar e simular com mais precisão o processo de projeto do modelo ao circuito real.
A rugosidade da superfície da folha de cobre é importante para a fabricação de PCB
Um perfil de superfície relativamente rugoso ajuda a fortalecer a adesão da folha de cobre ao sistema de resina. No entanto, um perfil de superfície mais rugoso pode exigir tempos de corrosão mais longos, o que pode afetar a produtividade da placa e a precisão do padrão da linha. Um tempo de corrosão mais longo significa maior corrosão lateral do condutor e corrosão lateral mais severa do condutor. Isso dificulta a fabricação de linhas finas e o controle da impedância. Além disso, o efeito da rugosidade da folha de cobre na atenuação do sinal torna-se aparente à medida que a frequência de operação do circuito aumenta. Em frequências mais altas, mais sinais elétricos são transmitidos através da superfície do condutor, e uma superfície mais rugosa faz com que o sinal percorra uma distância maior, resultando em maior atenuação ou perda. Portanto, substratos de alto desempenho exigem folhas de cobre de baixa rugosidade com adesão suficiente para corresponder aos sistemas de resina de alto desempenho.
Embora a maioria das aplicações em PCBs hoje tenham espessuras de cobre de 1/2oz (aproximadamente 18μm), 1oz (aproximadamente 35μm) e 2oz (aproximadamente 70μm), os dispositivos móveis são um dos fatores que fazem com que as espessuras de cobre dos PCBs sejam tão finas quanto 1μm, enquanto, por outro lado, espessuras de cobre de 100μm ou mais se tornarão importantes novamente devido a novas aplicações (por exemplo, eletrônicos automotivos, iluminação LED, etc.).
E com o desenvolvimento de ondas milimétricas 5G, bem como links seriais de alta velocidade, a demanda por folhas de cobre com perfis de rugosidade mais baixos está claramente aumentando.
Horário da publicação: 10/04/2024