पीसीबी सामग्री उद्योग ने ऐसी सामग्री विकसित करने में काफ़ी समय लगाया है जो न्यूनतम सिग्नल हानि प्रदान करती हैं। उच्च गति और उच्च आवृत्ति डिज़ाइनों के लिए, हानियाँ सिग्नल प्रसार दूरी को सीमित कर देंगी और सिग्नलों को विकृत कर देंगी, और इससे प्रतिबाधा विचलन उत्पन्न होगा जो टीडीआर मापों में देखा जा सकता है। चूँकि हम किसी भी मुद्रित सर्किट बोर्ड को डिज़ाइन करते हैं और उच्च आवृत्तियों पर संचालित होने वाले सर्किट विकसित करते हैं, इसलिए आपके द्वारा बनाए गए सभी डिज़ाइनों में सबसे सुचारू तांबे का चयन करना आकर्षक हो सकता है।

हालाँकि यह सच है कि तांबे का खुरदरापन अतिरिक्त प्रतिबाधा विचलन और हानियाँ पैदा करता है, लेकिन आपकी तांबे की पन्नी वास्तव में कितनी चिकनी होनी चाहिए? क्या ऐसे कुछ आसान तरीके हैं जिनसे आप हर डिज़ाइन के लिए बेहद चिकने तांबे का चयन किए बिना हानियों पर काबू पा सकते हैं? हम इस लेख में इन बिंदुओं पर गौर करेंगे, साथ ही यह भी देखेंगे कि अगर आप पीसीबी स्टैकअप सामग्री की खरीदारी शुरू करते हैं तो आपको किन बातों का ध्यान रखना चाहिए।

के प्रकारपीसीबी कॉपर फ़ॉइल

आमतौर पर जब हम पीसीबी सामग्री पर तांबे की बात करते हैं, तो हम तांबे के विशिष्ट प्रकार की बात नहीं करते, बल्कि केवल उसके खुरदरेपन की बात करते हैं। तांबे के निक्षेपण की विभिन्न विधियाँ अलग-अलग खुरदरेपन मान वाली फ़िल्में बनाती हैं, जिन्हें स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (SEM) छवि में स्पष्ट रूप से पहचाना जा सकता है। यदि आप उच्च आवृत्तियों (आमतौर पर 5 गीगाहर्ट्ज़ वाई-फ़ाई या उससे अधिक) या उच्च गति पर काम करने जा रहे हैं, तो अपनी सामग्री डेटाशीट में दिए गए 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 कुछ विभिन्न प्रकार के PCB कॉपर फ़ॉइल पर एक नज़र डालते हैं।

इलेक्ट्रोडिपोजिटेड

इस प्रक्रिया में, एक ड्रम को विद्युत अपघटनी विलयन में घुमाया जाता है, और ड्रम पर तांबे की पन्नी को "बढ़ाने" के लिए एक विद्युत-नियोजन अभिक्रिया का उपयोग किया जाता है। जैसे-जैसे ड्रम घूमता है, परिणामी तांबे की फिल्म धीरे-धीरे एक रोलर पर लपेटी जाती है, जिससे तांबे की एक सतत शीट बनती है जिसे बाद में एक लेमिनेट पर रोल किया जा सकता है। तांबे का ड्रम वाला भाग मूलतः ड्रम के खुरदुरेपन से मेल खाएगा, जबकि खुला हुआ भाग कहीं अधिक खुरदुरा होगा।

इलेक्ट्रोडिपोजिटेड पीसीबी कॉपर फ़ॉइल

इलेक्ट्रोडिपोजिटेड तांबा उत्पादन.
मानक पीसीबी निर्माण प्रक्रिया में उपयोग के लिए, तांबे के खुरदुरे भाग को पहले एक ग्लास-रेज़िन डाइइलेक्ट्रिक से जोड़ा जाएगा। शेष खुले तांबे (ड्रम वाले भाग) को मानक कॉपर क्लैड लेमिनेशन प्रक्रिया में उपयोग करने से पहले रासायनिक रूप से (जैसे, प्लाज़्मा एचिंग द्वारा) खुरदुरा बनाना होगा। इससे यह सुनिश्चित होगा कि इसे पीसीबी स्टैकअप की अगली परत से जोड़ा जा सके।

सतह-उपचारित इलेक्ट्रोडिपोजिटेड तांबा

मुझे नहीं मालूम कि सभी विभिन्न प्रकार के उपचारित सतहों के लिए कौन सा शब्द सबसे उपयुक्त है।तांबे की पन्नी, इसलिए उपरोक्त शीर्षक। ये तांबे की सामग्रियाँ रिवर्स ट्रीटेड फ़ॉइल के रूप में जानी जाती हैं, हालाँकि दो अन्य प्रकार भी उपलब्ध हैं (नीचे देखें)।

रिवर्स ट्रीटेड फ़ॉइल में एक सतह उपचार का उपयोग किया जाता है जो इलेक्ट्रोडेपोज़िटेड तांबे की शीट के चिकने भाग (ड्रम वाले भाग) पर लगाया जाता है। उपचार परत बस एक पतली परत होती है जो तांबे को जानबूझकर खुरदुरा बनाती है, ताकि वह परावैद्युत पदार्थ से बेहतर तरीके से चिपक सके। ये उपचार एक ऑक्सीकरण अवरोधक के रूप में भी काम करते हैं जो संक्षारण को रोकता है। जब इस तांबे का उपयोग लैमिनेट पैनल बनाने के लिए किया जाता है, तो उपचारित भाग परावैद्युत से जुड़ जाता है, और बचा हुआ खुरदुरा भाग खुला रहता है। इस खुले भाग को नक्काशी से पहले किसी अतिरिक्त खुरदुरापन की आवश्यकता नहीं होगी; इसमें पहले से ही पीसीबी स्टैकअप की अगली परत से जुड़ने के लिए पर्याप्त मजबूती होगी।

रिवर्स ट्रीटेड कॉपर फ़ॉइल के तीन प्रकार हैं:

उच्च तापमान दीर्घीकरण (HTE) ताम्र पन्नी: यह एक इलेक्ट्रोडेपोसिटेड ताम्र पन्नी है जो IPC-4562 ग्रेड 3 विनिर्देशों का अनुपालन करती है। भंडारण के दौरान क्षरण को रोकने के लिए उजागर सतह को ऑक्सीकरण अवरोधक से भी उपचारित किया जाता है।
डबल-ट्रीटेड फ़ॉइल: इस कॉपर फ़ॉइल में, फिल्म के दोनों तरफ़ उपचार किया जाता है। इस सामग्री को कभी-कभी ड्रम-साइड ट्रीटेड फ़ॉइल भी कहा जाता है।
प्रतिरोधक तांबा: इसे आमतौर पर सतह-उपचारित तांबे की श्रेणी में नहीं रखा जाता। इस तांबे की पन्नी में तांबे के मैट वाले हिस्से पर एक धातु की परत चढ़ाई जाती है, जिसे बाद में वांछित स्तर तक खुरदुरा किया जाता है।
इन तांबे की सामग्रियों में सतह उपचार का अनुप्रयोग सरल है: पन्नी को अतिरिक्त इलेक्ट्रोलाइट स्नान के माध्यम से रोल किया जाता है जो एक द्वितीयक तांबे की परत लगाता है, उसके बाद एक अवरोधक बीज परत और अंत में एक एंटी-टार्निश फिल्म परत लगाता है।

पीसीबी तांबे की पन्नी

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

रोल्ड-एनील्ड कॉपर

रोल्ड-एनील्ड कॉपर फ़ॉइल में कॉपर फ़ॉइल के एक रोल को रोलर्स की एक जोड़ी से गुज़ारा जाएगा, जो कॉपर शीट को वांछित मोटाई तक कोल्ड-रोल करेगा। परिणामी फ़ॉइल शीट का खुरदरापन रोलिंग मापदंडों (गति, दबाव, आदि) के आधार पर अलग-अलग होगा।

परिणामी शीट बहुत चिकनी हो सकती है, और रोल्ड-एनील्ड कॉपर शीट की सतह पर धारियाँ दिखाई देती हैं। नीचे दिए गए चित्र इलेक्ट्रोड-निक्षेपित कॉपर फ़ॉइल और रोल्ड-एनील्ड फ़ॉइल के बीच तुलना दर्शाते हैं।

पीसीबी कॉपर फ़ॉइल तुलना

इलेक्ट्रोडेपोजिटेड बनाम रोल्ड-एनील्ड फॉयल की तुलना।
लो-प्रोफाइल कॉपर
यह ज़रूरी नहीं कि आप किसी वैकल्पिक प्रक्रिया से बनाई जाने वाली तांबे की पन्नी ही हो। लो-प्रोफाइल कॉपर, इलेक्ट्रोड-निक्षेपित तांबा होता है जिसे सूक्ष्म-रफिंग प्रक्रिया से उपचारित और संशोधित किया जाता है ताकि सब्सट्रेट से चिपकने के लिए पर्याप्त रफिंग के साथ बहुत कम औसत रफनेस प्राप्त हो सके। इन तांबे की पन्नी के निर्माण की प्रक्रिया आमतौर पर मालिकाना होती है। इन पन्नी को अक्सर अल्ट्रा-लो प्रोफाइल (ULP), वेरी लो प्रोफाइल (VLP), और सिंपल लो-प्रोफाइल (LP, लगभग 1 माइक्रोन औसत रफनेस) के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।

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