Descripción de producto
Hojas de cobre para materiales de circuitos de alta frecuencia Guía de selección para el diseño de PCB de baja pérdida
P: ¿Por qué la selección de papel de cobre importa para los PCB de alta frecuencia?
R: La rugosidad superficial de la lámina de cobre es un factor crítico que afecta la integridad de la señal en los diseños de alta frecuencia, particularmente por encima de 1 GHz.La rugosidad obliga a la corriente de alta frecuencia, que se concentra cerca de la superficie del conductor debido al efecto de la piel, a recorrer un camino efectivo más largo., convirtiendo la energía electromagnética en calor y aumentando la pérdida de inserción.
A frecuencias de onda milimétrica, la lámina electrodepositada (ED) estándar puede duplicar o triplicar la pérdida de conductor en comparación con las láminas lisas.Para su PCB híbrido de 6 capas que combina RO4350B (capas RF) e IT-180A (capas centrales), la selección de la lámina de cobre adecuada es esencial para lograr el rendimiento de baja pérdida requerido para las aplicaciones 5G y microondas.
1Fabricación de lámina de cobre
Las láminas de cobre para laminados de PCB se fabrican mediante dos procesos fundamentalmente diferentes, lo que resulta en características de superficie y rendimiento eléctrico distintos.
El cobre electrodepositado (ED)
En el proceso ED, el cobre se deposita electroquímicamente en un tambor de titanio giratorio de una solución de sulfato de cobre.mientras que el lado mate (groso) mira hacia afueraEl lado mate se somete a un tratamiento adicional para mejorar la adhesión.
Estructura de cristal:Los cristales de cobre ED crecen longitudinalmente en el eje Z de la lámina, formando una estructura de "cerca de picos" con largos límites de cristal perpendiculares al plano de la lámina.
La rugosidad:Las láminas ED suelen tener una rugosidad superficial mayor (Rz = 5 ¢ 12 μm) en comparación con el cobre laminado, siendo el lado tratado significativamente más áspero que el lado del tambor.
Ventajas:Menor coste y mayor disponibilidad.
Cuero laminado
El cobre laminado se obtiene mediante operaciones sucesivas de laminación en frío para reducir el grosor, a partir de una pila de cobre puro.
Estructura de cristal:Los cristales de cobre laminados se rompen y se trituran durante el laminado en frío, lo que resulta en formas esféricas más pequeñas e irregulares alineadas casi paralelamente al plano de la lámina.
La rugosidad:El cobre laminado es típicamente el tipo de papel de cobre más liso, con un perfil muy bajo (Rz < 3 μm).
Ventajas:Superior para aplicaciones de alta frecuencia debido a su superficie lisa y excelente elongación.
2. La rugosidad del cobre El mecanismo clave de pérdida
En DC, la corriente se distribuye uniformemente a través de la sección transversal del conductor.
La profundidad de la piel δ es:
δ = 1 / √(π·f·μ·σ)
A 10 GHz en cobre, δ ≈ 0,66 μm.
Relación entre rugosidad y profundidad de la piel
El parámetro crítico es la relación entre la rugosidad RMS y la profundidad de la piel (Rrms/δ).
| Se aplicarán las siguientes medidas: |
Impacto en la pérdida |
| Se trata de un1 |
Efectos insignificantes (pérdida adicional de menos del 2%) |
| 0.1 a uno.0 |
Impacto moderado (pérdida adicional del 10% al 50%) |
| > 1.0 |
Impacto grave (50% + pérdida adicional) |
Para el estándarFolias de ED (Rrms ≈ 3·4 μm), la relación excede el 1,0 por encima de ~ 5 GHz, precisamente el rango de operación de los sistemas 5G y de ondas milimétricas modernos.
El modelo Hall-Huray
Las comunidades IPC e IEEE han adoptado el modelo Huray "bola de nieve" como el factor de corrección de rugosidad más preciso físicamente.A diferencia del modelo anterior de Hammerstad (que se satura con un factor de corrección de 2 ×), el modelo de Huray representa la superficie áspera como una colección de protuberancias esféricas y predice con precisión factores de pérdida de rugosidad de 2,5 3,5 × a frecuencias de onda milimétrica para el papel estándar.
3. Medidas de rugosidad de las láminas de cobre
Rogers utiliza la interferometría de luz blanca para caracterizar la rugosidad de la lámina de cobre, informando el perfil Sq (RMS).
Valores típicos de rugosidad por tipo de lámina
| Tipo de lámina |
Peso |
Lado dieléctrico cuadrado (μm) |
Cuadrado del lado superior (μm) |
Productos |
| Las demás partidas |
1 onza |
0.4 |
0.3 |
NT1 de las empresas de la Unión |
| Las demás partidas |
1⁄2 onza |
0.4 |
0.3 |
Lo mismo que arriba. |
| El número de datos de la autoridad competente es el siguiente: |
1 onza |
3.2 |
0.4 |
El valor de las emisiones de CO2 es el valor de las emisiones de CO2 de los combustibles fósiles. |
| El número de datos de la autoridad competente es el siguiente: |
1⁄2 onza |
2.8 |
0.4 |
Se aplicarán los siguientes requisitos: |
| LoPro® |
1 onza |
0.9 |
1.3 |
El valor de las emisiones de CO2 es el valor de las emisiones de CO2 de los combustibles fósiles. |
| LoPro® |
1⁄2 onza |
0.9 |
0.8 |
El valor de las emisiones de CO2 es el valor de las emisiones de CO2 de los combustibles fósiles. |
| ED Bajo perfil RT |
1 onza |
1 |
1.3 |
Los datos de los datos de los Estados miembros deben estar disponibles en el sitio web de la Comisión. |
| ED Bajo perfil RT |
1⁄2 onza |
1 |
0.8 |
Los datos de los datos de los Estados miembros deben estar disponibles en el sitio web de la Comisión. |
Fuente: Hoja de datos de las láminas de cobre de Rogers Corporation
La rugosidad lateral dieléctrica (la superficie unida al laminado) es la principal contribuyente a la pérdida de conductores.mientras que la lámina ED estándar en RO4350B (Sq = 2.8·3.2 μm) tiene una rugosidad significativamente mayor.
4Consideraciones sobre las hojas híbridas de apilamiento
Su tablero de 6 capas utiliza unSe aplicará el método de ensayo de la norma ISO/IEC 1704:2008.el acoplamiento:
Las vías ciegas (L1-L2, L3-L6)y el revestimiento de los bordes añaden una mayor complejidad, lo que requiere un control preciso de los parámetros de revestimiento y la preparación de la superficie.
Cuadro de comparación Opciones de lámina de cobre para PCB de alta frecuencia
| Propiedad |
ED estándar |
Cuero laminado |
LoPro® |
La HVLP |
| El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero es el valor de las emisiones de gases de efecto invernadero. |
2.8 ∼3,2 μm |
0.3 ¢ 0,4 μm |
0.9 μm |
0.6 ∼1,2 μm |
| El valor de las emisiones de CO2 de los combustibles fósiles se calculará en función de las condiciones de producción. |
8 ¢12 μm |
< 3 μm |
3 ‰ 5 μm |
1.5·3 μm |
| Pérdida de inserción @ 10 GHz |
En alto. |
Muy bajo |
Bajo |
Muy bajo |
| Resistencia al choque térmico |
Moderado |
Es excelente. |
Es bueno. |
Es bueno. |
| Fuerza de peeling |
Más alto (más áspero = mejor adhesión) |
Bajo |
Moderado |
Moderado |
| El coste |
Bajo |
En alto. |
En el medio |
En alto. |
| Uso primario |
RF general, sensible a los costes |
Aeroespacial, extremas temperaturas |
Digital de alta frecuencia, de onda mm |
25G ≈ 112G SerDes, onda de mm |
Áreas de aplicación
- Radar para automóviles (77 GHz)
- RF de alta potencia
- Aeroespacial / Defensa
- Antenas de matriz en fase
- El objetivo de la medida es garantizar que los datos obtenidos sean compatibles con el sistema de control de velocidad.
P1: ¿Por qué el cobre laminado tiene una mejor resistencia al choque térmico que el cobre ED?
R: El cobre laminado tiene una mejor elongación elástica antes de alcanzar una deformación permanente.
P2: ¿Qué es la lámina LoPro® y cuándo debo usarla?
R: LoPro® es una lámina de cobre de bajo perfil de Rogers con una superficie lisa (Sq = 0,9 μm).Está disponible en materiales de la serie RO4000 y reduce significativamente la pérdida de inserción a altas frecuencias en comparación con la lámina ED estándar..
P3: ¿Qué lámina se recomienda para mi tabla híbrida RO4350B + IT-180A?
R: Para las capas exteriores RO4350B (RF crítico), recomendamos LoPro® o cobre laminado para minimizar la pérdida de inserción.
P4: ¿La selección de la lámina afecta al control de la impedancia?
R: Sí. La rugosidad mayor aumenta la constante dieléctrica efectiva, lo que puede cambiar la impedancia en varios ohmios. Esto debe tenerse en cuenta en su calculadora de impedancia.
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