Мідні плати (мідноплакований ламінат): що це таке, типи та як з них виготовляються друковані плати

Мідноплакована плата, або мідноплакований ламінат (МПД), – це сировина, з якої починається кожна жорстка друкована плата: лист ізоляційної підкладки з мідною фольгою, приклеєною до однієї або обох сторін. Витравлюйте небажану мідь, і те, що залишиться, – це ваша схема. Розуміння МПД – її марок, ваги міді та того, як вона стає готовою платою – означає розуміння того, що насправді являє собою друкована плата. У цьому посібнику пояснюється мідноплакований ламінат, його типи, як визначається вага міді та як Highleap Electronics перетворює МПД на готові плати.

1. Що таке плата з мідним покриттям (CCL)?

Міднопластова плата – це основний матеріал друкованої плати: ізоляційна підкладка – зазвичай епоксидна смола, армована скловолокном – з тонким шаром мідної фольги, ламінованою на одну або обидві поверхні. Це початкова заготовка, з якої виготовляється схема; мідь є провідником, а підкладка – ізолятором, який утримує все на місці. Перш ніж з'являться будь-які доріжки, плата являє собою просто повністю мідний лист.

Ламінат виготовляється шляхом пресування мідної фольги на затверділу (або затвердіюючу) підкладку зі смоли та армуючого матеріалу під дією тепла та тиску, що скріплює їх у жорсткий лист. Товщина міді, тип підкладки та товщина підкладки вибираються відповідно до потреб плати. Це основний матеріал для ламінату друкованої плати , а спосіб його виготовлення — фольга, смола, армування — детально описаний у цьому огляді конструкції ламінату друкованої плати.

2. Типи мідного ламінату: FR-4, CEM, металевий сердечник та інші

Міднопластові ламінати бувають кількох типів, що визначаються їхньою підкладкою: FR-4 (епоксидна смола, армована скловолокном, стандарт), CEM (композитна епоксидна смола), високочастотні ламінати (з PTFE та керамічним наповнювачем) та з металевим осердям (мідна фольга на алюмінієвій або мідній основі). Підкладка визначає електричні, теплові та механічні властивості плати, тому тип CCL випливає з застосування:

FR-4 охоплює переважну більшість робіт, тоді як інші обираються, коли потрібні їхні специфічні переваги — вища температура, низькі втрати радіочастотних хвиль або сильна теплопровідність. Наприклад, металевий CCL-маркер використовується в основі світлодіодних та силових плат за допомогою алюмінієвої підкладки для друкованих плат , тоді як у радіочастотних конструкціях використовуються високочастотні класи. Вибір між ними залежить від матеріалу друкованої плати , який формує всю плату.

3. Вага міді в CCL: 1 унція, 2 унції та що це означає

Вага міді описує товщину мідної фольги на ламінаті, виражену в унціях на квадратний фут — 1 унція міді має товщину близько 35 мікронів, 2 унції — близько 70 мікронів. Це стара домовленість, але ключова ідея проста: більша вага міді означає товстішу мідь, яка проводить більший струм і розсіює більше тепла, але ціною складнішого травлення тонких деталей. Поширені ваги:

• 0.5 унцій (~17.5 мкм) — використовується на внутрішніх шарах та для роботи з тонкими лініями.
• 1 унцій (~35 мкм) — стандарт для типових зовнішніх шарів.
• 2 унцій (~70 мкм) — для плат з більшим струмом та потужністю.
• 3 унції і більше (~105 мкм+) — важка мідь для сильнострумових та теплових конструкцій.

Вибір є компромісом: важча мідь проводить більший струм при заданій ширині, але її важче витравлювати в дуже тонкі доріжки, тому для плат з високим струмом та сигнальних плат часто використовується різна вага. Це та сама логіка ваги міді, яка визначає струмопровідну здатність та конструкції з важкої міді, і вона вказується разом з типом ламінату. Для плат, що витримують високі струми, важчий ламінат є основою термостійкої конструкції.

4. Як виготовляється друкована плата з мідного ламінату

Друкована плата виготовляється з міднопластового ламінату шляхом нанесення зображення схеми на мідь, травлення небажаної міді для залишення слідів, а потім додавання свердління, покриття, паяльної маски та фінішного покриття. CCL – це полотно, а виготовлення – це процес віднімання, який розкриває схему. Основна послідовність:

• Зобразіть візерунок. Для захисту міді, яка стане доріжками, наноситься резист і формується візерунок (часто за допомогою фотозображення).
• Травлення. Оголена, незахищена мідь хімічно витравлюється, залишаючи сліди схеми на підкладці.
• Дриль і пластина. Отвори просвердлюються та покриваються металом для з'єднання шарів, створюючи взаємоз'єднання.
• Готово. Для захисту міді та підготовки її до складання наносять паяльну маску, шовкографію та поверхневе покриття.

Для багатошарових плат кілька протравлених мідних осердь та шарів препрегу ламінуються разом, повторюючи принцип для більшої кількості шарів. Вага міді та підкладка початкового ламінату визначають те, що можна досягти при травленні та продуктивності, тому вибір CCL є на першому місці — все у виробництві друкованих плат базується на цьому базовому матеріалі.

5. Як вибрати правильний ламінат з мідним покриттям

Оберіть міднопластовий ламінат, підбираючи підкладку відповідно до ваших електричних, теплових та надійних потреб, а вагу міді – до ваших потреб у струмі та теплі — FR-4 з 1 унцією міді покриває більшість плат, а спеціалізований ламінат вибирається лише там, де потрібні його переваги. Вибір більшої кількості, ніж вимагає конструкція, збільшує вартість; вибір меншої кількості ризикує вплинути на продуктивність або надійність. Фактори прийняття рішення:

• Потреби в електрообладнанні. Високочастотні або високошвидкісні сигнали вказують на ламінати з низькими втратами; FR-4 чудово працює з загальним цифровим та аналоговим сигналом.
• Теплові потреби. Висока температура або висока потужність сприяють використанню ламінату з високою температурою нагрівання (Tg) або металевого сердечника для контролю температури.
• Вага міді. Зіставте його зі струмом і теплом — важче для потужності, стандартно для сигналів — балансуючи з дрібним травленням.
• Вартість та доступність. Стандартні вантажі FR-4 та звичайні мідні гирі є найекономічнішими та легкодоступними, як описано в вибір найкращого мідного ламінату.

Оскільки ламінат є основою всього, цей вибір найкраще узгодити з виробником, в ідеалі під час перевірки технологічності, щоб матеріал, вага міді та склад відповідали як дизайну, так і процесу виготовлення, перш ніж буде виготовлено будь-яку плату.

6. Як Highleap вибирає та обробляє CCL для ваших плат

Highleap підбирає міднопластовий ламінат та мідну вагу відповідно до електричних, теплових та надійних потреб вашої плати, а потім обробляє його шляхом візуалізації, травлення, свердління, покриття та фінішної обробки для отримання готової плати. Матеріал розглядається на основі інженерного вибору: стандартний FR-4, де він підходить, та ламінат з високим Tg, високочастотний або металевий сердечник, де конструкція дійсно цього вимагає, спираючись на широкий спектр ламінатних матеріалів.

Оскільки базовий ламінат визначає можливості готової плати, перевірка технологічності підтверджує правильність матеріалу, ваги міді та розташування шарів перед виготовленням, уникаючи невідповідностей, виявлених після виготовлення плати. Highleap охоплює це питання в рамках виробництва друкованих плат і підтримує складання готової плати . Коли ви запитуєте цінову пропозицію, вкажіть тип ламінату (або ваші вимоги до електричних, теплових та Tg), вагу міді та кількість шарів, щоб використовувати правильний базовий матеріал.

7. Найчастіші запитання щодо мідної дошки

Яка різниця між платою з мідним покриттям та друкованою платою?

Мідноплакована плата — це сирий, повністю покритий міддю ламінат до появи будь-якої схеми; друкована плата (ДП) — це те, що отримується після травлення небажаної міді, свердління, гальванічного покриття, маскування та додавання оздоблювального покриття. CCL — це вихідний матеріал для друкованої плати.

Що таке ламінат FR-4 з мідним покриттям?

FR-4 CCL – це стандартний матеріал для основи друкованих плат: епоксидна підкладка, армована скловолокном, з мідною фольгою, приклеєною з одного або обох боків. Він покриває більшість жорстких плат завдяки поєднанню вартості, міцності та електричних властивостей.

Що означає 1 унція міді на плакованій дошці?

У ньому описується товщина мідної фольги — близько 35 мікронів (0.035 мм) — що виражається як вага на квадратний фут. 2 унції — це приблизно 70 мікронів. Важча мідь проводить більше струму, але її важче протравлювати у дрібні сліди.

Чи можна зробити друковану плату вдома з мідної плати?

Прості одно- або двосторонні плати можна виготовити з міднопластового ламінату шляхом нанесення малюнка на резист та травлення, але багатошарові плати, витончені елементи, гальванізовані наскрізні отвори та надійне оздоблення вимагають професійного виготовлення. Домашнє травлення підходить лише для базових прототипів.

Що таке одностороння та двостороння мідні плати?

Односторонній CCL має мідь на одній стороні, а двосторонній – на обох. Двосторонній дозволяє створювати схеми та наскрізні отвори на обох поверхнях, що забезпечує складнішу трасування, ніж односторонній матеріал.

Чи впливає міднопластований ламінат на якість сигналу?

Так — діелектричні властивості підкладки впливають на імпеданс і втрати, тому у високочастотних платах використовуються спеціалізовані ламінати з низькими втратами, а не стандартний FR-4. Основний матеріал є ключовим фактором електричних властивостей плати.