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Kupferfolie in der Leiterplattenherstellung verstehen: RA vs. ED erklärt

2024-08-01Reporter: SprintPCB

Kupferfolie ist ein wichtiges Material in der Leiterplattenherstellung und spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbindung, Leitfähigkeit, Wärmeableitung und elektromagnetischen Abschirmung. Heute besprechen wir die Unterschiede zwischen gewalzter (RA) und galvanisch abgeschiedener (ED) Kupferfolie, die verschiedenen Klassifizierungen von Leiterplattenfolien und die spezielle Anwendung von dicken Kupferleiterplatten sowie deren Herstellungsverfahren und Designaspekte.

Unterschiede zwischen gewalzt geglühten (RA) und galvanisch abgeschiedenen (ED) Kupferfolien

PCB-Kupferfolie ist das leitfähige Material zum Verbinden elektronischer Komponenten auf einer Leiterplatte. Basierend auf Herstellungsprozessen und Leistung kann PCB-Kupferfolie in RA- und ED-Typen eingeteilt werden. Leiterplattenherstellung

Gewalzte, geglühte (RA) Kupferfolie:

RA-Kupferfolie wird durch Walzen und Pressen von reinen Kupferblöcken hergestellt und zeichnet sich durch eine glatte Oberfläche mit geringer Rauheit und hervorragender Leitfähigkeit aus. Dadurch eignet sie sich für die Hochfrequenz-Signalübertragung. Allerdings ist RA-Kupferfolie relativ teuer und hat einen begrenzten Dickenbereich, typischerweise zwischen 9 und 105 µm.

Galvanisch abgeschiedene (ED) Kupferfolie:

ED-Kupferfolie wird durch elektrolytische Abscheidung auf einem Kupfersubstrat hergestellt und hat eine glatte und eine raue Seite. Die raue Seite haftet am Substrat, während die glatte Seite zum Plattieren oder Ätzen verwendet wird. ED-Kupferfolie ist kostengünstiger und in einem größeren Dickenbereich erhältlich, typischerweise zwischen 5 und 400 µm. Sie weist jedoch eine höhere Oberflächenrauheit und eine geringere Leitfähigkeit auf, wodurch sie für Hochfrequenzanwendungen weniger geeignet ist.

Klassifizierung von PCB-Kupferfolie

Basierend auf der Rauheit der galvanisch abgeschiedenen Kupferfolie kann diese weiter in die folgenden Typen unterteilt werden:

HTE (Hochtemperaturdehnung):

HTE-Kupferfolie wird hauptsächlich in mehrschichtigen Leiterplatten verwendet und weist eine gute Duktilität und Haftfestigkeit bei hohen Temperaturen auf, wobei die Rauheit typischerweise zwischen 4 und 8 µm liegt.

RTF (Reverse Treat Foil):

RTF verbessert die Haftleistung und reduziert die Rauheit durch Aufbringen einer speziellen Harzbeschichtung auf die glatte Seite der ED-Kupferfolie. Die Rauheit liegt üblicherweise zwischen 2 und 4 µm.

ULP (Ultra Low Profile):

ULP-Kupferfolie wird unter Verwendung spezieller Galvaniktechniken hergestellt und weist eine extrem geringe Oberflächenrauheit auf, die ideal für die Hochgeschwindigkeitssignalübertragung ist. Die Rauheit beträgt typischerweise 1–2 µm.

HVLP (High Velocity Low Profile):

HVLP, eine weiterentwickelte Version von ULP, wird durch eine Erhöhung der Galvanisierungsgeschwindigkeit hergestellt, was zu einer noch geringeren Oberflächenrauheit und einer höheren Produktionseffizienz führt, typischerweise zwischen 0,5 und 1 µm.

Was ist eine Dickkupfer-Leiterplatte?

Dickkupfer-Leiterplatten bestehen aus Basis- oder Oberflächenkupferschichten von über 3 Unzen (ca. 105 µm). Diese Leiterplatten bieten Vorteile wie hohe Strombelastung, hohe Temperaturbeständigkeit, robuste Verbindungen, erhöhte mechanische Festigkeit und reduzierte Produktgröße. Zu den Anwendungsgebieten von Dickkupfer-Leiterplatten gehören Stromversorgungen, Schweißgeräte, Verteilungssysteme, Stromrichter, Solaranlagen, medizinische Geräte, die Automobilindustrie und die Luft- und Raumfahrt.

Herstellungsprozess von Dickkupfer-Leiterplatten

Der primäre Herstellungsprozess für dicke Kupferleiterplatten umfasst Galvanisieren und Ätzen. Beim Galvanisieren wird Kupfer in der gewünschten Dicke abgeschieden, anschließend erfolgt das Ätzen, um leitfähige Pfade zu erzeugen.

Designüberlegungen für Dickkupfer-Leiterplatten

Komponentenabstand auf der Leiterplatte:

Sorgen Sie für einen ausreichenden Abstand (im Allgemeinen > 0,5 mm) zwischen den Komponenten, um die elektrische Isolierung und Wärmeleitung zu gewährleisten.

PCB-Größenanforderungen:

Bestimmen Sie die PCB-Größe basierend auf der Anzahl und dem Layout der Komponenten und minimieren Sie dabei die Größe, ohne das Wärmemanagement zu beeinträchtigen.

Komponententypen auf der Leiterplatte:

Wählen Sie Komponenten basierend auf Leistung, Stromstärke, Spannung und Frequenz aus, um Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Entscheiden Sie sich typischerweise für Komponenten mit hoher Leistung, hohem Strom, hoher Temperatur und hoher Frequenz. Mit 17 Jahren Erfahrung bietet SprintPCB in Shenzhen, China, professionelle und effiziente Leiterplattenfertigung. Wir sind spezialisiert auf verschiedene Leiterplattentypen, darunter starr-flexible Leiterplatten , Dickkupfer-Leiterplatten, Mehrschicht-Leiterplatten und Hochfrequenz-Leiterplatten. Ob Leiterplatten-Prototyping oder Massenproduktion – wir erfüllen Ihre individuellen Anforderungen!