PCB基材 - 銅箔

PCBに使用される主な導体材料は銅箔信号や電流を伝送するために使用されます。同時に、PCB上の銅箔は、伝送線路のインピーダンスを制御するための基準面として、または電磁干渉（EMI）を抑制するためのシールドとしても使用されます。同時に、PCB製造プロセスにおいて、銅箔の剥離強度、エッチング性能などの特性は、PCB製造の品質と信頼性にも影響を与えます。PCBレイアウトエンジニアは、PCB製造プロセスを正常に実行するために、これらの特性を理解する必要があります。

プリント基板用銅箔には電解銅箔（電解ED銅箔）およびカレンダー処理された焼鈍銅箔（圧延焼鈍RA銅箔銅箔には2種類あり、前者は電気めっき法で製造され、後者は圧延法で製造されます。リジッド基板では主に電解銅箔が使用され、フレキシブル基板では主に圧延軟銅箔が使用されます。

プリント基板への応用において、電解銅箔とカレンダー銅箔には大きな違いがあります。電解銅箔は両面に異なる特性があり、つまり、銅箔の両面の粗さは同じではありません。回路の周波数と速度が増加すると、銅箔の特定の特性がミリ波（mm Wave）周波数および高速デジタル（HSD）回路のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。銅箔の表面粗さは、PCBの挿入損失、位相均一性、および伝播遅延に影響を与える可能性があります。銅箔の表面粗さは、PCBごとにパフォーマンスのばらつきを引き起こすだけでなく、PCBごとに電気的パフォーマンスのばらつきを引き起こす可能性があります。高性能、高速回路における銅箔の役割を理解することは、モデルから実際の回路までの設計プロセスを最適化し、より正確にシミュレーションするのに役立ちます。

銅箔の表面粗さはPCB製造にとって重要である

比較的粗い表面プロファイルは、銅箔と樹脂システムの接着力を強化するのに役立ちます。しかし、表面プロファイルが粗いほどエッチング時間が長くなり、基板の生産性や配線パターンの精度に影響する可能性があります。エッチング時間が長くなると、導体の横方向のエッチングが大きくなり、導体の側面エッチングも大きくなります。これにより、微細配線の製造やインピーダンス制御が難しくなります。さらに、回路の動作周波数が高くなると、銅箔の粗さが信号減衰に与える影響が顕著になります。周波数が高くなると、より多くの電気信号が導体表面を通過しますが、表面が粗いと信号の移動距離が長くなり、減衰や損失が大きくなります。したがって、高性能基板には、高性能樹脂システムに匹敵する十分な接着力を備えた低粗度の銅箔が必要です。

現在、PCB のほとんどのアプリケーションでは銅の厚さが 1/2 オンス (約 18 μm)、1 オンス (約 35 μm)、2 オンス (約 70 μm) となっていますが、モバイル デバイスは PCB の銅の厚さを 1 μm まで薄くする原動力の 1 つです。その一方で、新しいアプリケーション (自動車用電子機器、LED 照明など) により、100 μm 以上の銅の厚さが再び重要になります。

また、5Gミリ波や高速シリアルリンクの発達により、より低粗度プロファイルの銅箔の需要は明らかに増加しています。