فویل مس یک ماده اولیه هسته اصلی در ساخت بردهای مدار چاپی است که در هدایت مدارهای الکتریکی نقش دارد و به طور مستقیم بر عملکرد الکتریکی، استحکام مکانیکی و قابلیت اطمینان بردهای مدار چاپی تاثیر می گذارد. با توسعه فناوری الکترونیکی به سمت کوچک سازی، چگالی بالا و عملکرد بالا، الزامات عملکرد برای فویل مسی به طور فزاینده ای سختگیرانه می شود. با توجه به فرآیندهای مختلف تولید، ویژگی های عملکرد و الزامات کاربردی، فویل مسی برای برد مدار چاپی را می توان به دسته های مختلفی طبقه بندی کرد.
1، طبقه بندی شده توسط فرآیند تولید
(1) فویل مسی الکترولیتی
فویل مسی الکترولیتی در حال حاضر پرکاربردترین نوع فویل مسی در تولید برد مدار چاپی است. فرآیند تولید عمدتاً از الکترولیز استفاده می کند که مس خالص به عنوان آند و صفحه فولاد ضد زنگ یا تیتانیوم به عنوان کاتد است. مس آند در یک الکترولیت مخلوط سولفات مس و اسید سولفوریک الکترولیز می شود و یون های مس روی سطح کاتد رسوب می کنند تا فویل مس را تشکیل دهند.
فویل مس الکترولیتی دارای مزایای راندمان تولید بالا، هزینه نسبتاً کم و تولید در مقیاس بزرگ-می باشد. با توجه به فرآیندهای مختلف تصفیه سطح، فویل مس الکترولیتی را می توان به فویل مس فوتوالکتروشیمیایی یک طرفه-و فویل مس فوتوالکتروشیمیایی دو طرفه-تقسیم کرد. یک طرف فویل مسی یک طرف- فوتوالکترود صاف است، در حالی که طرف دیگر دارای سطح ناصافی است. چسبندگی بین سطح ناهموار و زیرلایه عایق قوی تر است و معمولاً برای تولید لایه داخلی بردهای مدار چاپی چند لایه استفاده می شود. فویل مسی-فتوالکترود دو طرفه دارای سطوح صاف در هر دو طرف و زبری سطح پایین است، که آن را برای بردهای مدار چاپی با فرکانس و سرعت{10}بالا ارسال سیگنال مناسب میکند. این می تواند به طور موثر تلفات و امپدانس انتقال سیگنال را کاهش دهد.
با این حال، فویل مسی الکترولیتی محدودیتهای خاصی نیز دارد. به دلیل رشد ناهموار دانه در طول فرآیند تولید، شکلپذیری و مقاومت خمشی ورق مس نسبتاً ضعیف است و در برخی از سناریوهای کاربردی که نیاز به انعطافپذیری بالایی دارند، عملکرد ضعیفی دارد.
(2) فویل مسی نورد شده
فویل مسی نورد شده با نورد و بازپخت مکرر شمش مس ساخته می شود. در طول فرآیند نورد، اتمهای مس در امتداد جهت نورد قرار میگیرند تا یک ریزساختار نسبتاً متراکم را تشکیل دهند که به فویل مسی نورد شده انعطافپذیری عالی، شکلپذیری بالا و مقاومت خمشی خوب میدهد.
در مقایسه با فویل مس الکترولیتی، سطح فویل مسی نورد شده صاف تر و صاف تر است و زبری سطح معمولاً کمتر از فویل مس الکترولیتی است. این امر آن را قادر میسازد تا به طور موثر بازتاب و تلفات سیگنال را در حین ارسال سیگنال با فرکانس بالا کاهش دهد، و آن را برای ساخت بردهای مدار چاپی با فرکانس بالا-با سرعت بالا و بردهای مدار انعطافپذیر مناسبتر میسازد. در دستگاههای الکترونیکی انعطافپذیر مانند تلفنهای تاشو و دستگاههای پوشیدنی، فویل مسی نورد شده با انعطافپذیری عالی خود، میتواند نیازهای خمشی مکرر تختههای مدار را برآورده کند و از پایداری و قابلیت اطمینان مدار اطمینان حاصل کند.
با این حال، فرآیند تولید فویل مسی نورد پیچیده است، چرخه تولید طولانی است، و سرمایه گذاری تجهیزات بزرگ است، که منجر به هزینه های بالا و محدود کردن کاربرد آن در برخی از محصولات برد مدار چاپی حساس به هزینه می شود.
2، طبقه بندی بر اساس ضخامت
(1) فویل مس ضخیم
فویل مسی با ضخامت بیشتر از 105 میکرومتر معمولاً به عنوان فویل مس ضخیم شناخته می شود. فویل مس ضخیم ظرفیت حمل جریان بالایی دارد و میتواند جریانهای زیادی را تحمل کند، بنابراین برای سناریوهای برد مدار چاپی که نیاز به انتقال جریان بالایی دارند، مانند مدارهای- منبع تغذیه بالا، سیستمهای مدیریت باتری قدرت در الکترونیک خودرو، و ماژولهای قدرت در تجهیزات کنترل صنعتی مناسب است. در این کاربردها، فویل مس ضخیم می تواند به طور موثر مقاومت خط را کاهش دهد، تولید گرما را کاهش دهد و قابلیت اطمینان و پایداری مدار را بهبود بخشد. علاوه بر این، فویل مس ضخیم همچنین دارای استحکام مکانیکی خوبی است که می تواند استحکام برد مدار چاپی را افزایش دهد و برای محصولاتی با نیازهای عملکرد مکانیکی بالا مناسب است.
(2) فویل مس با ضخامت معمولی
فویل مسی با ضخامت بین 18 میکرومتر و 105 میکرومتر متعلق به فویل مسی با ضخامت معمولی است که همچنین رایج ترین محدوده ضخامت فویل مسی در تولید برد مدار چاپی است. فویل مسی با ضخامت معمولی عملکرد الکتریکی، عملکرد مکانیکی و هزینه را متعادل میکند و میتواند الزامات برد مدار چاپی اکثر محصولات الکترونیکی معمولی مانند لوازم الکترونیکی مصرفی، تجهیزات ارتباطی، تجهیزات نظارت بر امنیت و غیره را برآورده کند. به عنوان مثال، در برد مدار چاپی تلفنهای هوشمند و لپتاپها، اغلب از فویل مسی 18 میکرومتر یا 35 میکرومتر برای کنترل هزینههای مدار سیگنال موثر استفاده میشود.
(3) فویل مسی نازک و فویل مسی فوق{1} نازک
فویل مسی با ضخامت کمتر از 18 میکرومتر ورق مسی نازک و فویل مسی با ضخامت کمتر از 9 میکرومتر فویل مس فوقالعاده نازک در نظر گرفته میشود. با توسعه محصولات الکترونیکی به سمت کوچکسازی و چگالی بالا، الزامات برای چگالی سیمکشی برد مدار چاپی و سرعت انتقال سیگنال به طور فزایندهای افزایش مییابد و استفاده از فویل مسی نازک و فویل مسی فوق{4} نازک روز به روز گستردهتر میشود. آنها می توانند عرض و فاصله خطوط ریزتر را به دست آورند، تراکم سیم کشی بردهای مدار چاپی را بهبود بخشند و نیازهای دستگاه های الکترونیکی کوچک را برآورده کنند. در همین حال، فویل مسی نازک و فویل مسی فوق-نازک زبری سطح پایین تری دارند و عملکرد بهتری در انتقال سیگنال با فرکانس-بالا- و سرعت بالا دارند. آنها معمولاً در تولید برد مدار چاپی برای تلفنهای هوشمند{11}بالا، مادربردهای سرور، تجهیزات ارتباطی با سرعت بالا و سایر دستگاههایی که به یکپارچگی سیگنال بسیار بالا نیاز دارند، استفاده میشوند. با این حال، دشواری پردازش فویل مسی نازک و فویل مسی فوق نازک{14} نسبتاً زیاد است، به فرآیندها و تجهیزات تولید بالاتری نیاز دارد، و مستعد پارگی، چروک شدن و سایر مشکلات در طول فرآیند تولید است که نیاز به کنترل کیفیت دقیقتری دارد.
3، طبقه بندی شده توسط فرآیند درمان سطح
(1) فویل مسی صاف
سطح فویل مسی صاف تحت درمان خاصی قرار نگرفته است و درخشندگی طبیعی مس و سطحی صاف و مسطح را ارائه می دهد. این نوع فویل مسی عمدتاً در شرایطی استفاده می شود که نیاز به کیفیت سطح بالایی دارد و نیازی به اتصال خاصی با زیرلایه ندارد، مانند برخی از مدارهای تزئینی خاص یا بردهای مدار چاپی که نیاز به کیفیت انتقال سیگنال فوق العاده بالایی دارند و از فرآیندهای اتصال ویژه استفاده می کنند. از مزایای فویل مسی صاف می توان به زبری سطح کم و تلفات کم انتقال سیگنال اشاره کرد. با این حال، به دلیل فعالیت سطحی پایین آن، استحکام پیوند آن با بستر عایق نسبتاً ضعیف است، و برای اطمینان از استحکام پیوند، نیازمند استفاده از مواد چسبنده با کارایی بالا یا تکنیکهای پردازش ویژه است.
(2) فویل مسی خشن
فویل مس درشت با عملیات الکتروشیمیایی یا شیمیایی بر روی سطح فویل مس تشکیل می شود تا یک ریزساختار خشن ایجاد شود. این سطح ناهموار می تواند سطح تماس بین فویل مسی و زیرلایه عایق را به میزان قابل توجهی افزایش دهد، استحکام پیوند آنها را بهبود بخشد و از لایه برداری ورق مسی در طول ساخت یا استفاده از برد مدار چاپی جلوگیری کند. فویل مس درشت متداولترین نوع درمان سطحی در تولید برد مدار چاپی است که به طور گسترده در انواع مختلف تولید برد مدار چاپی، بهویژه بردهای مدار چاپی چند لایه و برد مدارهایی که به فرآیندهای لایهگذاری نیاز دارند، استفاده میشود. با توجه به فرآیندها و درجات مختلف زبری، فویل مس زبر شده را می توان برای برآوردن الزامات استحکام پیوند و عملکرد سطح در سناریوهای مختلف کاربرد، تقسیم بندی کرد.
(3) فویل مس ضد اکسیداسیون
فویل مس ضد اکسیداسیون یک فیلم نازک با خواص ضد اکسیداسیون مانند فیلم آلی ضد اکسیداسیون، پوشش آلیاژ نیکل فسفر و غیره است که روی سطح فویل مس از طریق پوشش شیمیایی یا آبکاری الکتریکی پوشانده شده است. این لایه از فیلم می تواند به طور موثری فویل مس را از تماس با هوا جدا کند و از اکسید شدن ورق مس در حین ذخیره سازی و پردازش جلوگیری کند که بر عملکرد الکتریکی و جوش پذیری آن تأثیر می گذارد. فویل مس ضد اکسیداسیون معمولاً در شرایطی استفاده می شود که زمان نگهداری طولانی است یا پایداری کیفیت سطح فویل مسی بالا است، مانند تولید برد مدار چاپی برای محصولات صادراتی، تا اطمینان حاصل شود که فویل مسی عملکرد خوبی را در طول حمل و نقل و ذخیره سازی حفظ می کند.
4، طبقه بندی شده بر اساس زمینه برنامه
(1) فویل مسی برای برد مدار چاپی سفت و سخت
برد مدار چاپی سفت و سخت رایج ترین نوع برد مدار چاپی است که به طور گسترده در محصولات الکترونیکی مختلف استفاده می شود. فویل مسی برای برد مدار چاپی سفت و سخت را می توان با توجه به الزامات عملکرد و بودجه هزینه محصول، با فرآیندهای مختلف تولید، ضخامت ها و فرآیندهای تصفیه سطح انتخاب کرد. برای محصولات الکترونیکی مصرفی معمولی، معمولاً از{2}}ورق مسی الکترولیتی ارزان قیمت با ضخامت 18 میکرومتر تا 35 میکرومتر استفاده میشود. برای مادربردهای سرور با کارایی بالا، تجهیزات ایستگاه پایه ارتباطی و غیره، فویل مسی اپتوالکترونیک دو طرفه یا فویل مسی نورد شده با زبری سطح پایین و عملکرد انتقال سیگنال خوب ممکن است برای برآورده کردن الزامات ارسال سیگنال با فرکانس بالا و سرعت بالا انتخاب شود.
(2) فویل مسی برای برد مدار چاپی انعطاف پذیر
برد مدار چاپی انعطاف پذیر (FPC) دارای ویژگی های انعطاف پذیر، تاشو و سبک وزن است و نقش مهمی در کوچک سازی و طراحی انعطاف پذیر دستگاه های الکترونیکی دارد. فویل مسی مورد استفاده برای برد مدار چاپی انعطاف پذیر عمدتاً فویل مسی نورد شده است که به دلیل انعطاف پذیری عالی و مقاومت خمشی می تواند با نیازهای خمشی FPC در سناریوهای مختلف کاربردی سازگار شود. علاوه بر این، به منظور بهبود بیشتر انعطاف پذیری و قابلیت اطمینان FPC، از برخی تکنیک های پردازش ویژه مانند بازپخت یا اصلاح سطح فویل مسی نورد شده برای کاهش سختی ورق مس، بهبود انعطاف پذیری و مقاومت در برابر خستگی استفاده خواهد شد.
(3) فویل مسی برای برد مدار چاپی با فرکانس بالا-سرعت بالا
با توسعه سریع فناوریهایی مانند ارتباطات 5G، مراکز داده و هوش مصنوعی، تقاضا برای بردهای مدار چاپی با فرکانس بالا و سرعت بالا روز به روز در حال افزایش است. فویل مسی برای بردهای مدار چاپی با فرکانس و سرعت بالا-به زبری سطح بسیار کم، عملکرد خوب انتقال سیگنال و عملکرد الکتریکی پایدار نیاز دارد. بنابراین، معمولاً فویل مسی دو طرفه فوتوالکترود یا فویل مسی نورد شده با زبری سطح پایین انتخاب میشود و از فرآیندهای تصفیه سطح ویژه مانند کاهش کانتور سطح فویل مس، بهینهسازی ساختار کریستالی ورق مسی و غیره برای کاهش تلفات و اعوجاج در هنگام ارسال سیگنال و فرکانس بالا و الزامات سخت {9} استفاده میشود. انتقال سیگنال با سرعت بالا{10}}