Le principal matériau conducteur utilisé dans les PCB estfeuille de cuivre, utilisé pour transmettre des signaux et des courants. Parallèlement, la feuille de cuivre sur les circuits imprimés peut également servir de plan de référence pour contrôler l'impédance de la ligne de transmission, ou de blindage pour supprimer les interférences électromagnétiques (EMI). Par ailleurs, lors de la fabrication des circuits imprimés, la résistance au pelage, les performances de gravure et d'autres caractéristiques de la feuille de cuivre influencent également la qualité et la fiabilité de la fabrication. Les ingénieurs en conception de circuits imprimés doivent comprendre ces caractéristiques pour garantir le bon déroulement de la fabrication.
Les feuilles de cuivre pour circuits imprimés sont des feuilles de cuivre électrolytiques (feuille de cuivre électrodéposée ED) et feuille de cuivre recuite calandrée (feuille de cuivre RA recuite laminée) Il existe deux types de fabrication : la première par galvanoplastie, la seconde par laminage. Les feuilles de cuivre électrolytique sont principalement utilisées pour les circuits imprimés rigides, tandis que les feuilles de cuivre recuites laminées sont principalement utilisées pour les circuits imprimés flexibles.
Pour les applications sur circuits imprimés, il existe une différence significative entre les feuilles de cuivre électrolytiques et calandrées. Les feuilles de cuivre électrolytiques présentent des caractéristiques différentes sur leurs deux surfaces, c'est-à-dire que la rugosité des deux surfaces n'est pas la même. À mesure que les fréquences et les débits des circuits augmentent, les caractéristiques spécifiques des feuilles de cuivre peuvent affecter les performances des circuits à ondes millimétriques (mmWave) et des circuits numériques haute vitesse (HSD). La rugosité de surface des feuilles de cuivre peut affecter la perte d'insertion, l'uniformité de phase et le délai de propagation du circuit imprimé. Elle peut entraîner des variations de performances d'un circuit imprimé à l'autre, ainsi que des variations de performances électriques d'un circuit imprimé à l'autre. Comprendre le rôle des feuilles de cuivre dans les circuits hautes performances et haute vitesse peut contribuer à optimiser et à simuler plus précisément le processus de conception, du modèle au circuit réel.
La rugosité de surface de la feuille de cuivre est importante pour la fabrication de circuits imprimés
Un profil de surface relativement rugueux renforce l'adhérence de la feuille de cuivre au système de résine. Cependant, un profil de surface plus rugueux peut nécessiter des temps de gravure plus longs, ce qui peut affecter la productivité de la carte et la précision du motif de ligne. Un temps de gravure plus long implique une gravure latérale accrue du conducteur et une gravure latérale plus prononcée. Cela complique la fabrication de lignes fines et le contrôle de l'impédance. De plus, l'effet de la rugosité de la feuille de cuivre sur l'atténuation du signal devient apparent à mesure que la fréquence de fonctionnement du circuit augmente. À des fréquences plus élevées, davantage de signaux électriques sont transmis à la surface du conducteur, et une surface plus rugueuse allonge la distance parcourue par le signal, ce qui entraîne une atténuation ou une perte plus importante. Par conséquent, les substrats hautes performances nécessitent des feuilles de cuivre à faible rugosité et une adhérence suffisante pour correspondre aux systèmes de résine hautes performances.
Bien que la plupart des applications sur PCB aient aujourd'hui des épaisseurs de cuivre de 1/2 oz (environ 18 μm), 1 oz (environ 35 μm) et 2 oz (environ 70 μm), les appareils mobiles sont l'un des facteurs déterminants pour que les épaisseurs de cuivre des PCB soient aussi fines que 1 μm, tandis que d'un autre côté, les épaisseurs de cuivre de 100 μm ou plus redeviendront importantes en raison de nouvelles applications (par exemple, l'électronique automobile, l'éclairage LED, etc.).
Et avec le développement des ondes millimétriques 5G ainsi que des liaisons série à haut débit, la demande de feuilles de cuivre avec des profils de rugosité plus faibles augmente clairement.
Date de publication : 10 avril 2024