PCB 재료 산업은 가능한 가장 낮은 신호 손실을 제공하는 재료를 개발하는 데 상당한 시간을 투자해 왔습니다. 고속 및 고주파 설계의 경우 손실은 신호 전파 거리를 제한하고 신호를 왜곡하며 TDR 측정에서 볼 수 있는 임피던스 편차를 생성합니다. 우리가 인쇄 회로 기판을 설계하고 더 높은 주파수에서 작동하는 회로를 개발할 때 귀하가 만드는 모든 설계에서 가능한 가장 부드러운 구리를 선택하려는 유혹이 있을 수 있습니다.

구리 거칠기가 추가적인 임피던스 편차와 손실을 발생시키는 것은 사실이지만, 구리 포일은 실제로 얼마나 매끄러워야 합니까? 모든 설계에 매우 부드러운 구리를 선택하지 않고도 손실을 극복하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 간단한 방법이 있습니까? 이 기사에서는 이러한 사항과 PCB 스택업 재료 쇼핑을 시작할 때 무엇을 찾을 수 있는지 살펴보겠습니다.

종류PCB 구리 포일

일반적으로 PCB 재료의 구리에 대해 이야기할 때 특정 유형의 구리에 대해 이야기하는 것이 아니라 거칠기에 대해서만 이야기합니다. 다양한 구리 증착 방법은 서로 다른 거칠기 값을 갖는 필름을 생성하며 이는 주사 전자 현미경(SEM) 이미지에서 명확하게 구별될 수 있습니다. 고주파수(일반적으로 5GHz WiFi 이상) 또는 고속에서 작동하려는 경우 재료 데이터시트에 지정된 구리 유형에 주의하십시오.

또한 데이터시트에서 Dk 값의 의미를 이해해야 합니다. Dk 사양에 대해 자세히 알아보려면 Rogers의 John Coonrod와의 이 팟캐스트 토론을 시청하세요. 이를 염두에 두고 다양한 유형의 PCB 동박을 살펴보겠습니다.

전착

이 공정에서는 전해액을 통해 드럼을 회전시키고 전착 반응을 통해 드럼 위에 동박을 "성장"시킵니다. 드럼이 회전함에 따라 생성된 구리 필름이 천천히 롤러에 감겨져 나중에 라미네이트 위로 굴릴 수 있는 연속적인 구리 시트가 생성됩니다. 구리의 드럼 면은 기본적으로 드럼의 거칠기와 일치하지만 노출된 면은 훨씬 더 거칠습니다.

전착 PCB 동박

전착 구리 생산.
표준 PCB 제조 공정에 사용하려면 먼저 구리의 거친 면을 유리 수지 유전체에 접착해야 합니다. 노출된 나머지 구리(드럼 측면)는 표준 구리 클래드 라미네이션 공정에 사용하기 전에 의도적으로 화학적으로 거칠게 처리(예: 플라즈마 에칭)해야 합니다. 이렇게 하면 PCB 스택업의 다음 레이어에 접착될 수 있습니다.

표면처리 전착동

다양한 유형의 표면 처리를 모두 포괄하는 가장 좋은 용어를 모르겠습니다.구리 포일, 따라서 위의 제목입니다. 이러한 구리 재료는 역처리 포일로 가장 잘 알려져 있지만 두 가지 다른 변형도 가능합니다(아래 참조).

역처리 포일은 전해동판의 매끄러운 면(드럼면)에 적용되는 표면처리를 사용합니다. 처리층은 의도적으로 구리를 거칠게 만드는 얇은 코팅이므로 유전체 재료에 대한 접착력이 더 커집니다. 이러한 처리는 부식을 방지하는 산화 장벽 역할도 합니다. 이 구리를 사용하여 라미네이트 패널을 만들면 처리된 면이 유전체에 접착되고 남은 거친 면은 그대로 노출됩니다. 노출된 면은 에칭 전에 추가로 거칠게 처리할 필요가 없습니다. 이는 이미 PCB 스택업의 다음 레이어에 결합할 수 있을 만큼 충분한 강도를 갖고 있습니다.

역처리된 구리박의 세 가지 변형은 다음과 같습니다.

고온신장(HTE) 동박: IPC-4562 Grade 3 규격을 준수하는 전해동박입니다. 노출된 표면도 산화 장벽으로 처리되어 보관 중 부식을 방지합니다.
이중 처리 포일: 필름 양면에 처리가 적용된 동박입니다. 이 재료는 드럼측 처리 포일이라고도 합니다.
저항성 구리: 이는 일반적으로 표면 처리 구리로 분류되지 않습니다. 이 구리 호일은 구리의 무광택 면에 금속 코팅을 사용한 다음 원하는 수준으로 거칠게 만듭니다.
이러한 구리 소재의 표면 처리 적용은 ​​간단합니다. 2차 구리 도금을 적용한 추가 전해질 욕조를 통해 호일을 감은 다음 장벽 시드 층, 마지막으로 변색 방지 필름 층을 적용합니다.

PCB 동박

동박의 표면 처리 공정. [출처: Pytel, Steven G., et al. "구리 처리 분석 및 신호 전파에 대한 영향." 2008년 제58회 전자부품기술학회, pp. 1144-1149. IEEE, 2008.]
이러한 공정을 통해 최소한의 추가 처리만으로 표준 보드 제조 공정에서 쉽게 사용할 수 있는 재료를 갖게 됩니다.

압연소둔동

압연 단련된 구리 포일은 한 쌍의 롤러를 통해 구리 포일 롤을 통과시키며, 이는 구리 시트를 원하는 두께로 냉간 압연합니다. 생성된 포일 시트의 거칠기는 롤링 매개변수(속도, 압력 등)에 따라 달라집니다.

생성된 시트는 매우 매끄러울 수 있으며 압연 소둔 구리 시트의 표면에 줄무늬가 보입니다. 아래 이미지는 전해동박과 압연소둔박을 비교한 것입니다.

PCB 동박 비교

전착 포일과 압연 어닐링 포일의 비교.
로우 프로파일 구리
이는 반드시 대체 공정으로 제작하는 구리박 유형일 필요는 없습니다. 로우 프로파일 구리는 기판 접착을 위한 충분한 거칠기와 함께 매우 낮은 평균 거칠기를 제공하기 위해 미세 거칠기 공정으로 처리 및 변형된 전착 구리입니다. 이러한 구리박을 제조하는 공정은 일반적으로 독점적입니다. 이러한 포일은 종종 초저 프로파일(ULP), 초저 프로파일(VLP) 및 단순 로우 프로파일(LP, 약 1미크론 평균 거칠기)로 분류됩니다.

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