Справочник проектировщика печатных плат. Основы радиочастотных/СВЧ печатных плат. Глава 2.2. Неровность медной поверхности.

автор Джон Буши (John Bushie) – Директор по Технологиям в American Standard Circuits. Аная Вардия (Anaya Vardya) – Президент и Генеральный директор American Standard Circuits |

Фольга с очень низким профилем (VLP)

Чрезвычайно ровная медная фольга называется фольга с очень низким профилем (VLP), которая имеет очень малую неровность поверхности. Рис. 2.5 показывает типичные профили VLP, а Рис.2.6 сравнивает профили RTF и VLP.

Рис. 2.5: Поперечное сечение и SEM стандартного VLP профиля меди. (Источник: Isola)

Рис. 2.6: RTF против VLP медного профиля. (Источник: Isola)

Прокатанная отожженная (RA) медная фольга

Прокатанная отожженная (RA) медная фольга создается путем последовательного пропускания слитка твердой меди через прокатный стан, а затем применения высокой температуры для отжига меди (Рис.2.7).

Каждый тип используется для различных устройств. ED лучше использовать, когда важным фактором является механический стресс, а RA обеспечивает лучшую эффективность, когда накладывается термальный стресс. Каждый тип меди доступен в различных структурах зерна, что отражается на различных профилях неровности поверхности. Это очень важно, так как обычно, чем более неровный профиль поверхности меди, тем хуже ситуация с потерей сигнала и больше изменения фазы. Более ровная поверхность меди также дает преимущество производителю ПП с улучшенным определением травления для тонколинейных схем, обычно встречающихся в высокочастотных разработках. Понимание этих различий медной фольги для печатных плат может дать проектировщику возможность выбрать наилучший материал схемы для его конкретной RF разработки.

Влияние окислительной обработки

Производитель ПП может использовать окисление в качестве обработки поверхности для улучшения адгезии, но это окажет влияние на профиль медной фольги. Как видно из Рис.2.8 может также быть огромная разница между различными производителями оксидов, что тоже нужно учитывать.

Учитывайте, что путь любого сигнала представляет собой не только длину медной схемы, определенной разработкой и процессом производства, но также и функцию неровности нижней стороны схемы и неровность зон, находящихся не напрямую рядом с диэлектрическим материалом. При увеличении неровности в цепи, это напрямую влияет на скорость распространения сигнала. Эффект заключается в замедлении сигнала, эффективно увеличивая диэлектрическую постоянную, которую воспринимает схема.

Для не-RF проектировщиков, возможно, будет упрощением объяснение данного явления с помощью следующего примера. Подумайте о пути проводника в виде похода на расстоянии пяти миль во время отпуска. Если ваш маршрут будет ровным, как прогулка по асфальтированному тротуару, то вы пройдете его с большей скоростью за меньшее количество времени. Теперь представьте, что те же самые пять миль будут со множеством возвышенностей, на вашем пути будут постоянно встречаться деревья и валуны, которые вам придется обходить. Хотя ваш линейный путь в обоих вариантах будет равен пяти милям, во втором случае очевидно ваш путь займет больше времени, чтобы преодолеть неровный холмистый участок и достичь цели. Именно такое воздействие на сигнал оказывает воспринимаемая диэлектрическая постоянная, которую испытывает схема.

Этот эффект даже более заметен с более тонким диэлектрическим материалом, потому что он имеет большее влияние на эффективную диэлектрическую постоянную, так как распространение сигнала имеет тенденцию уменьшаться в соответствии с неровностью медной схемы. И наоборот, этот эффект уменьшатся при увеличении толщины диэлектрического материла. При увеличении толщины, воспринимаемая диэлектрическая постоянная схемы будет уменьшаться в сторону диэлектрической постоянной чистого материала. Это называется технологическая диэлектрическая постоянная (process dielectric constant).

Источник: Джон Буши и Аная Вардия (John Bushie, Anaya Vardya),
American Standard Circuits,
© 2018
BR Publishing, Inc.

Рис. 2.7: Процесс RA меди.

Рис. 2.8: Влияние окисления на медный профиль. (Источник: Isola)

Назад