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基于5G通信领域应用线路板用高频高速电解铜箔开发
2020-08-14
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电解铜箔是CCL产品的三大关键组成材料之一,被称为电子产品信号与电力传输、沟通的“神经网络”[1]。电解铜箔在电子产品信号传输中具有重要的应用价值,因此对电解铜箔的品质要求很高。不但要具有良好的轮廓度、耐热性、抗氧化性和较高的抗剥强度、无针孔和褶皱。因此研究应用线路板开发电解铜箔,分析电解铜箔在电子产品信号传输中的应用价值,特别是5G通信领域的应用线路板用电解铜箔开发具有重大意义。

1 基于5G通信领域应用线路板开发高频高速电解铜箔

电解铜箔的制造原理是电解硫酸铜溶液法。各电解铜箔制造厂家的产品质量虽然不同且各有特色,但是生产设备和制造工艺却是基本相同的。一般制备电解铜箔都是以电解铜或纯度较高的铜线作为原料。本次基于5G通信领域应用线路板用高频高速铜箔制备作为实验组电解铜箔,传统线路板应用的电解铜箔制备作为对照组。

1.1 制备硫酸铜溶液

首先取铜线浸入稀硫酸中,反应开始时底部吹入空气,使用蒸汽换热提温保温,直至完全溶解,形成硫酸铜溶液。铜浓度目标值按90g/L,酸浓度目标值110g/L。

“知道了。”话虽这么说,可是,我并未打消要吃宵夜的念头。趁妈妈上床休息的时候,我跑到冰箱前,拿了一块巧克力。可谁知,一回头妈妈就站在我身后。

1.2 生成电解铜箔并进行表面处理

用泵将过滤好的硫酸铜溶液送往生箔机。在输液管道中使用计量泵加入明胶、聚二硫二丙烷磺酸钠和羟乙基纤维素配成的添加剂,将钛辊为阴极浸入硫酸铜溶液中与直流电源的负极相连,将沉积层金属作为阳极,与直流电源正极相连。通入低压直流电,通过电化学反应,阳极金属与酸发生在置换反应转化为金属离子,向阴极移动。这些离子在阴极获得电子发生还原反应,覆盖在金属辊筒表面电解沉积成金属铜。

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图1 制备高频高速电解铜箔工艺流程

通过控制辊筒的转数,稳定通入电流,使阴极辊筒不断的旋转,就可以调整铜箔的厚度。在电解过程中阳极加速铜的溶解,铜离子在阴极转化为铜箔。铜不断的在金属辊筒上沉积,并且不断地从阴极辊上剥离。最后从阴极辊筒上剥离,通过收卷装置收成卷状生箔卷,将生箔经过表面处理后的处理面在印刷电路板中与树脂粘接[2]。为适应高频高速应用的低轮廓要求,生箔制备工艺需控制毛面结晶的大小,使结晶均匀、平滑,Rz控制在1.0-1.2um(ISO标准)之间。

随着5G通信时代来临,电子信息产业快速发展。5G移动通信系统基本传输速率可达10 Gb/s,信号传输频率一般在1GHz以上,典型的是5-30GHz。这种信息传输的高速高频化特性,考验印制电路板是否可以承载更高的集成度、承载更大的数据传输量,这种需求催生了高频高速电解铜箔。其高频高速的含义是设计频率高,达到或超过50MHz;数字信号上升和下降时间小于信号周期的5%。为测试所制备的高频高速电解铜箔的应用价值,分别对对照组电解铜箔与实验组电解铜箔进行处理面Rz、抗剥离、信号传输频率、数字信号周期的比较测试。结果如表1所示。

表面处理工艺粗化电镀颗粒由圆形往细条针织状方向发展,增加比表面积,剥离>0.8kg/cm(FR-4);部分磁性金属元素,一定程度影响高频板信号传输,但这些元素在铜箔的耐高温、耐药品性中又起到不可替代的作用,必须协调这两种矛盾,极大的发挥铜箔上信号传输的高频、高速化。在满足低轮廓(Rz控制在1.1-1.3um之间,ISO标准)、与基板结合强度的基本要求下,力求铜箔组织性能的最优化。针对5G通信领域应用线路板用铜箔的特殊要求,必须全面研究掌握铜箔表面粗糙度与高频高速适应性、铜箔微细结构(表面晶粒与粗化粒子)与抗剥离强度、铜箔耐热性之间的相互关系。具体制备过程见图1。

2 高频高速电解铜箔测试

表1 比较测试结果

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数字信号周期实验组 1.2 1.20 52MHz <5%对照组 1.8 1.25 46MHz >5%组别 处理面Rzμm抗剥离kg/cm(FR-4)信号传输效率

JIANG Yi, SHEN Hong-jian, CHEN Lei, ZHANG Yong-wei, WU Tao, DENG Ben-qiang

综上所述,微课被应用进小学语文课堂中具有非常多的优势,微课的内容虽然短但却非常精。学生通过微课的学习会对所学知识更加容易掌握,使学习效率得以提升,但是现在的微课程还有许多的弊端存在,这就需要我们语文老师不断提升自我,根据学生的身心特点创设出更加符合当前学生所需要的微课,通过微课的学习充分调动学生的积极性与自主能动性,激发学生的学习兴趣,为培养综合性人才奠定夯实的基础。

从上表中可以看出不同应用要求的电解铜箔,呈现的结果存在较大的差异。实验组开发制备的电解铜箔在处理面Rz、信号传输频率、数字信号周期方面相比对照组都有极大的提高,降低Rz的同时确保了抗剥离强度。实验组开发的基于5G通信领域应用线路板用高频高速铜箔,具有更高的导电性、高频信号屏蔽性和韧性,实现电解铜箔高速高频传输信息的目标,可以支持更加丰富5G通信领域的业务类型。