Kobberbeklædte plader (kobberbeklædt laminat): Hvad de er, typer og hvordan printkort er lavet af dem

Et kobberbelagt printkort, eller kobberbelagt laminat (CCL), er det råmateriale, som ethvert stift printkort starter fra: et ark isolerende substrat med kobberfolie bundet til den ene eller begge sider. Æts det uønskede kobber væk, og det, der er tilbage, er dit kredsløb. At forstå CCL - dets kvaliteter, kobbervægte og hvordan det bliver til et færdigt printkort - er at forstå, hvad et printkort egentlig er. Denne guide forklarer kobberbelagt laminat, dets typer, hvordan kobbervægten specificeres, og hvordan Highleap Electronics omdanner CCL til færdige printkort.

1. Hvad er et kobberbelagt kort (CCL)?

Et kobberbelagt printkort er basismaterialet for et printkort: et isolerende substrat – typisk glasfiberforstærket epoxy – med et tyndt lag kobberfolie lamineret til den ene eller begge overflader. Det er det udgangsemne, hvorfra et kredsløb er lavet; kobberet er lederen, og substratet er den isolator, der holder alt på plads. Før der er spor, er printkortet simpelthen en fuldt kobberbelagt plade.

Laminatet opbygges ved at presse kobberfolie på det hærdede (eller hærdende) harpiks- og forstærkningssubstrat under varme og tryk, hvorefter de bindes til en stiv plade. Kobbertykkelsen, substrattypen og substratets tykkelse vælges alle ud fra pladens behov. Dette er det grundlæggende PCB-laminatmateriale, og måden den er konstrueret på — folie, harpiks, forstærkning — er beskrevet detaljeret i dette kig på PCB-laminatkonstruktion.

2. Typer af kobberbelagt laminat: FR-4, CEM, metalkerne og mere

Kobberbeklædte laminater findes i flere typer defineret af deres substrat: FR-4 (glasforstærket epoxy, standarden), CEM-kvaliteter (komposit epoxy), højfrekvente laminater (PTFE og keramikfyldte) og metalkerne (kobberfolie over en aluminium- eller kobberbase). Substratet bestemmer pladens elektriske, termiske og mekaniske opførsel, så CCL-typen følger af applikationen:

FR-4 dækker langt størstedelen af ​​arbejdet, mens de andre vælges, når deres specifikke fordele - højere temperatur, lavt RF-tab eller stærk varmeledning - er nødvendige. Metalkerne-CCL understøtter for eksempel LED- og strømforsyningskort via aluminiumsubstrat-printkort, mens RF-design bruger højfrekvente kvaliteter. Man kan vælge mellem dem: printkortmateriale en beslutning, der præger hele bestyrelsen.

3. Kobbervægt i CCL: 1 oz, 2 oz, og hvad det betyder

Kobbervægt beskriver tykkelsen af ​​kobberfolien på laminatet, angivet i ounces pr. kvadratfod - 1 oz kobber er omkring 35 mikron tykt, 2 oz omkring 70 mikron. Det er en gammel konvention, men hovedideen er enkel: mere kobbervægt betyder tykkere kobber, som bærer mere strøm og afgiver mere varme, på bekostning af hårdere ætsning af fine elementer. De almindelige vægte:

• 0.5 ounce (~17.5 µm) — bruges på inderste lag og til arbejde med fine linjer.
• 1 ounce (~35 µm) — standarden for typiske ydre lag.
• 2 ounce (~70 µm) — til printkort med højere strømstyrke og effekt.
• 3 oz og derover (~105 µm+) — tung kobber til design med høj strøm og termiske egenskaber.

Valget er et kompromis: tungere kobber bærer mere strøm i en given bredde, men er sværere at ætse i meget fine spor, så højstrøms- og signaltavler bruger ofte forskellige vægte. Dette er den samme kobbervægtlogik, der driver strømbæreevnen og designs med tungt kobber, og den er specificeret sammen med laminattypen. For tavler, der understøtter høj strøm, er tungere beklædt laminat fundamentet for en termisk kapabel konstruktion.

4. Hvordan et printkort er lavet af kobberbelagt laminat

Et printkort fremstilles af kobberbelagt laminat ved at afbilde kredsløbsmønsteret på kobberet, ætse det uønskede kobber væk for at efterlade sporene, og derefter tilføje boring, plettering, loddemaske og finish. CCL'en er lærredet, og fabrikation er den subtraktive proces, der afslører kredsløbet. Kernesekvensen:

• Forestil dig mønsteret. En resist påføres og mønstres (ofte ved fotobilleddannelse) for at beskytte det kobber, der vil blive spor.
• Ætse. Det blotlagte, ubeskyttede kobber ætses kemisk væk, hvilket efterlader kredsløbssporene på substratet.
• Bor og plade. Huller bores og pletteres igennem for at forbinde lagene og dermed opbygge forbindelsen.
• Afslut. Loddemaske, silketryk og en overfladefinish tilføjes for at beskytte kobberet og forberede det til samling.

For flerlagsplader lamineres flere ætsede kobberbeklædte kerner og prepreg-lag sammen, hvilket gentager princippet på tværs af flere lag. Startlaminatets kobbervægt og substrat bestemmer, hvad der kan opnås inden for ætsning og ydeevne, hvilket er grunden til, at CCL-valget kommer først - alt i PCB-fremstilling bygger på det grundmateriale.

5. Sådan vælger du det rigtige kobberbelagte laminat

Vælg kobberbelagt laminat ved at matche substratet med dine elektriske, termiske og pålidelighedsbehov, og kobbervægten med dine strøm- og varmekrav – FR-4 med 1 g kobber dækker de fleste printkort, og speciallaminater vælges kun, hvor deres fordele er nødvendige. At vælge mere end designet kræver, øger omkostningerne; at vælge mindre risici ved ydeevne eller pålidelighed. Beslutningsfaktorerne:

• Elektriske behov. Højfrekvente eller højhastighedssignaler peger på laminater med lavt tab; generelt digitalt og analogt arbejde fungerer fint på FR-4.
• Termiske behov. Høj varme eller høj effekt favoriserer laminat med høj Tg eller metalkerne til at styre temperaturen.
• Kobbervægt. Tilpas den til strøm og varme — tungere for effekt, standard for signaler — og balancer mod finkornet ætsning.
• Omkostninger og tilgængelighed. Standard FR-4 og almindelige kobberlodder er de mest økonomiske og lettilgængelige, som beskrevet i valg af det bedste kobberbelagte laminat.

Da laminatet danner grundlag for alt, bekræftes dette valg bedst med din producent, ideelt set i en gennemgang af fremstillingsevnen, så materialet, kobberets vægt og opbygningen passer til både design og fremstillingsprocessen, før der bygges et hvilket som helst bræt.

6. Sådan udvælger og behandler Highleap CCL til dine boards

Highleap udvælger det kobberbelagte laminat og kobbervægten, der matcher dit printkorts elektriske, termiske og pålidelighedsmæssige behov, og bearbejder det derefter via billeddannelse, ætsning, boring, plettering og efterbehandling til et komplet printkort. Materialet behandles som et teknisk valg: standard FR-4, hvor det passer, og høj-Tg, højfrekvente eller metalkernelaminater, hvor designet virkelig har brug for dem, ved at trække på en bred vifte af... laminatmaterialer.

Fordi basislaminatet bestemmer, hvad det færdige printkort kan, bekræfter en fremstillingsbarhedsgennemgang, at materialet, kobbervægten og stablingen er korrekte før fremstilling, hvilket undgår en uoverensstemmelse, der opdages efter printkortet er fremstillet. Highleap dækker dette inden for PCB-fremstilling og støtter det befolkede bestyrelsesmøde gennem nøglefærdig montageNår du anmoder om et tilbud, skal du angive laminattypen (eller dine elektriske, termiske og Tg-krav), kobbervægten og lagantallet, så det rigtige basismateriale anvendes.

7. Ofte stillede spørgsmål om kobberbeklædt plade

Hvad er forskellen på et kobberbelagt printkort og et printkort?

Et kobberbelagt printkort er det rå, fuldt kobberbelagte laminat, før der findes et kredsløb; et printkort er det, man får, efter at det uønskede kobber er ætset væk, og boring, plettering, afdækning og finish er tilføjet. CCL'en er udgangsmaterialet til printkortet.

Hvad er FR-4 kobberbelagt laminat?

FR-4 CCL er standard printkortbasismaterialet: et glasforstærket epoxysubstrat med kobberfolie bundet til den ene eller begge sider. Det dækker størstedelen af ​​stive printkort takket være dets balance mellem pris, styrke og elektriske egenskaber.

Hvad betyder 1 oz kobber på et beklædt bræt?

Den beskriver kobberfoliens tykkelse – omkring 35 mikron (0.035 mm) – angivet som vægt pr. kvadratfod. 2 oz er omkring 70 mikron. Tungere kobber bærer mere strøm, men er sværere at ætse til fine spor.

Kan man lave et printkort derhjemme af kobberbelagte plader?

Enkle enkelt- eller dobbeltsidede plader kan fremstilles af kobberbelagt laminat ved at mønstre en resist og ætse, men flerlagsplader, fine detaljer, belagte gennemgående huller og pålidelige overflader kræver professionel fremstilling. Hjemmeætsning er kun egnet til basale prototyper.

Hvad er ensidet vs. dobbeltsidet kobberbeklædt plade?

Enkeltsidet CCL har kobber på den ene side, og dobbeltsidet har kobber på begge. Dobbeltsidet muliggør kredsløb og belagte gennemgående huller på begge overflader, hvilket understøtter mere kompleks routing end enkeltsidet materiale.

Påvirker det kobberbelagte laminat signalets ydeevne?

Ja – substratets dielektriske egenskaber påvirker impedans og tab, hvilket er grunden til, at højfrekvente printkort bruger specialiserede laminater med lavt tab i stedet for standard FR-4. Basismaterialet er en nøglefaktor i et printkorts elektriske opførsel.