पीसीबी सामग्री उद्योग ने न्यूनतम सिग्नल हानि प्रदान करने वाली सामग्रियों को विकसित करने में काफी समय व्यतीत किया है। उच्च गति और उच्च आवृत्ति वाले डिज़ाइनों के लिए, हानि सिग्नल प्रसार दूरी को सीमित कर देती है और सिग्नलों को विकृत कर देती है, साथ ही इससे प्रतिबाधा विचलन उत्पन्न होता है जिसे टीडीआर मापों में देखा जा सकता है। जब हम किसी भी मुद्रित परिपथ बोर्ड को डिज़ाइन करते हैं और उच्च आवृत्तियों पर संचालित होने वाले परिपथ विकसित करते हैं, तो हमारे द्वारा बनाए गए सभी डिज़ाइनों में यथासंभव चिकने तांबे का उपयोग करना आकर्षक लग सकता है।

यह सच है कि तांबे की खुरदरी सतह अतिरिक्त प्रतिबाधा विचलन और हानि उत्पन्न करती है, लेकिन तांबे की पन्नी वास्तव में कितनी चिकनी होनी चाहिए? क्या हर डिज़ाइन के लिए अति-चिकने तांबे का चयन किए बिना हानि को दूर करने के कुछ सरल तरीके हैं? इस लेख में हम इन बिंदुओं पर चर्चा करेंगे, साथ ही यह भी जानेंगे कि पीसीबी स्टैकअप सामग्री खरीदते समय आपको किन बातों का ध्यान रखना चाहिए।

प्रकार केपीसीबी कॉपर फ़ॉइल

आम तौर पर जब हम पीसीबी सामग्री पर तांबे की बात करते हैं, तो हम तांबे के विशिष्ट प्रकार की बात नहीं करते, बल्कि केवल उसकी खुरदरापन की बात करते हैं। तांबे को जमा करने की विभिन्न विधियों से अलग-अलग खुरदरापन वाली परतें बनती हैं, जिन्हें स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (एसईएम) इमेज में स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है। यदि आप उच्च आवृत्तियों (आमतौर पर 5 GHz वाईफाई या उससे अधिक) या उच्च गति पर काम करने वाले हैं, तो अपनी सामग्री के डेटाशीट में निर्दिष्ट तांबे के प्रकार पर ध्यान दें।

साथ ही, डेटाशीट में Dk मानों का अर्थ समझना सुनिश्चित करें। Dk विनिर्देशों के बारे में अधिक जानने के लिए रोजर्स के जॉन कूनरोड के साथ इस पॉडकास्ट चर्चा को देखें। इसे ध्यान में रखते हुए, आइए पीसीबी कॉपर फ़ॉइल के विभिन्न प्रकारों पर एक नज़र डालते हैं।

इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड

इस प्रक्रिया में, एक ड्रम को इलेक्ट्रोलाइटिक विलयन में घुमाया जाता है, और इलेक्ट्रोडिपोजिशन अभिक्रिया का उपयोग करके ड्रम पर तांबे की पन्नी चढ़ाई जाती है। ड्रम के घूमने के दौरान, बनने वाली तांबे की परत धीरे-धीरे एक रोलर पर लिपट जाती है, जिससे तांबे की एक सतत शीट प्राप्त होती है जिसे बाद में लैमिनेट पर रोल किया जा सकता है। तांबे की ड्रम वाली सतह लगभग ड्रम की सतह के समान होती है, जबकि खुली सतह काफी खुरदरी होती है।

इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड पीसीबी कॉपर फ़ॉइल

इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड कॉपर उत्पादन।
मानक पीसीबी निर्माण प्रक्रिया में उपयोग किए जाने के लिए, तांबे की खुरदरी सतह को पहले ग्लास-रेजिन डाइइलेक्ट्रिक से जोड़ा जाता है। शेष खुली तांबे की सतह (ड्रम साइड) को मानक कॉपर क्लैड लेमिनेशन प्रक्रिया में उपयोग करने से पहले रासायनिक रूप से (जैसे प्लाज्मा एचिंग द्वारा) जानबूझकर खुरदरा किया जाता है। इससे यह सुनिश्चित होता है कि इसे पीसीबी स्टैकअप में अगली परत से जोड़ा जा सके।

सतह-उपचारित इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड कॉपर

मुझे नहीं पता कि सतह के उपचार के सभी विभिन्न प्रकारों को समाहित करने के लिए सबसे उपयुक्त शब्द कौन सा है।तांबे की पन्नीइसलिए उपरोक्त शीर्षक दिया गया है। तांबे की ये सामग्रियां रिवर्स ट्रीटेड फॉइल के रूप में सबसे अधिक जानी जाती हैं, हालांकि दो अन्य प्रकार भी उपलब्ध हैं (नीचे देखें)।

रिवर्स ट्रीटेड फॉइल में इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड कॉपर शीट की चिकनी सतह (ड्रम साइड) पर एक विशेष सतह उपचार किया जाता है। यह उपचार परत कॉपर की एक पतली परत होती है जो जानबूझकर उसे खुरदुरा बनाती है, ताकि डाइइलेक्ट्रिक पदार्थ से उसकी पकड़ मजबूत हो सके। ये उपचार ऑक्सीकरण अवरोधक के रूप में भी काम करते हैं और जंग लगने से रोकते हैं। जब इस कॉपर का उपयोग लैमिनेट पैनल बनाने में किया जाता है, तो उपचारित सतह डाइइलेक्ट्रिक से जुड़ जाती है और खुरदुरा भाग खुला रह जाता है। एचिंग से पहले खुले हुए भाग को और खुरदुरा करने की आवश्यकता नहीं होती; इसमें पीसीबी स्टैकअप की अगली परत से जुड़ने के लिए पर्याप्त मजबूती पहले से ही मौजूद होती है।

रिवर्स ट्रीटेड कॉपर फॉयल के तीन प्रकार निम्नलिखित हैं:

उच्च तापमान संलयन (HTE) कॉपर फ़ॉइल: यह इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड कॉपर फ़ॉइल है जो IPC-4562 ग्रेड 3 विनिर्देशों का अनुपालन करती है। भंडारण के दौरान जंग से बचाव के लिए इसकी बाहरी सतह पर ऑक्सीकरण अवरोधक परत चढ़ाई जाती है।
दोहरी उपचारित पन्नी: इस तांबे की पन्नी में, फिल्म के दोनों तरफ उपचार किया जाता है। इस सामग्री को कभी-कभी ड्रम-साइड उपचारित पन्नी भी कहा जाता है।
प्रतिरोधी तांबा: इसे सामान्यतः सतह-उपचारित तांबे की श्रेणी में नहीं रखा जाता है। इस तांबे की पन्नी में तांबे की मैट सतह पर धात्विक परत चढ़ाई जाती है, जिसे बाद में वांछित स्तर तक खुरदरा बनाया जाता है।
इन तांबे की सामग्रियों में सतह उपचार की प्रक्रिया सीधी है: पन्नी को अतिरिक्त इलेक्ट्रोलाइट स्नान के माध्यम से रोल किया जाता है जो द्वितीयक तांबे की परत चढ़ाते हैं, उसके बाद एक अवरोधक बीज परत और अंत में एक एंटी-टार्निश फिल्म परत लगाई जाती है।

पीसीबी कॉपर फ़ॉइल

तांबे की पन्नी के लिए सतह उपचार प्रक्रियाएं। [स्रोत: पायटेल, स्टीवन जी., एट अल. "तांबे के उपचारों का विश्लेषण और सिग्नल प्रसार पर प्रभाव।" 2008 58वें इलेक्ट्रॉनिक घटक और प्रौद्योगिकी सम्मेलन में, पृष्ठ 1144-1149. आईईईई, 2008।]
इन प्रक्रियाओं के साथ, आपके पास एक ऐसी सामग्री होती है जिसे न्यूनतम अतिरिक्त प्रसंस्करण के साथ मानक बोर्ड निर्माण प्रक्रिया में आसानी से उपयोग किया जा सकता है।

रोल्ड-एनील्ड कॉपर

रोल्ड-एनील्ड कॉपर फॉयल को रोलर्स के एक जोड़े से गुजारा जाएगा, जो कॉपर शीट को वांछित मोटाई तक कोल्ड-रोल करेंगे। परिणामी फॉयल शीट की खुरदरापन रोलिंग मापदंडों (गति, दबाव आदि) के आधार पर भिन्न होगी।

परिणामी शीट बहुत चिकनी हो सकती है, और लुढ़की हुई और गर्म की गई तांबे की शीट की सतह पर धारियाँ दिखाई देती हैं। नीचे दिए गए चित्र इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड तांबे की पन्नी और लुढ़की हुई और गर्म की गई पन्नी के बीच तुलना दर्शाते हैं।

पीसीबी कॉपर फ़ॉइल तुलना

इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड और रोल्ड-एनील्ड फॉयल की तुलना।
लो-प्रोफाइल कॉपर
यह जरूरी नहीं है कि यह तांबे की पन्नी का वह प्रकार हो जिसे आप किसी वैकल्पिक प्रक्रिया से तैयार कर सकें। लो-प्रोफाइल तांबा इलेक्ट्रोडिपॉजिटेड तांबा होता है जिसे सूक्ष्म खुरदरापन प्रक्रिया द्वारा उपचारित और संशोधित किया जाता है ताकि सब्सट्रेट से चिपकने के लिए पर्याप्त खुरदरापन के साथ-साथ बहुत कम औसत खुरदरापन प्राप्त हो सके। इन तांबे की पन्नियों के निर्माण की प्रक्रिया आमतौर पर गोपनीय होती है। इन पन्नियों को अक्सर अल्ट्रा-लो प्रोफाइल (यूएलपी), वेरी लो प्रोफाइल (वीएलपी) और केवल लो-प्रोफाइल (एलपी, लगभग 1 माइक्रोन औसत खुरदरापन) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

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