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PCB de placage de cuivre

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PCB de placage de cuivre : le guide ultime de la FAQ

Dans ce guide, vous trouverez toutes les informations que vous recherchez sur les PCB de placage de cuivre.

Que vous souhaitiez en savoir plus sur la conception, les caractéristiques, le type de matériau, la finition de surface ou tout autre aspect du placage de cuivre PCB - vous trouverez toutes les informations ici.

Continue de lire.

Qu'est-ce qu'un circuit imprimé cuivré ?

Un circuit imprimé de placage de cuivre est un circuit imprimé dans lequel vous déposez électrochimiquement du cuivre métallique sur la surface de la carte et à l'intérieur des trous traversants.

Un circuit imprimé de placage de cuivre vous permet de fournir une connexion en cuivre intercouche plus solide via des trous traversants plaqués.

Vous obtenez également des caractéristiques de cuivre plus épaisses sur les conducteurs et les pastilles de surface.

placage de cuivre Le PCB évite la corrosion, améliore la conductivité et la résistance à la chaleur, améliore l'usure, augmente la soudabilité et le durcissement et réduit la friction.

cuivrage PCB

PCB de placage de cuivre

 L'utilisation d'un PCB de placage de cuivre vous permet de modifier les propriétés et les performances de la carte, permettant une application dans l'usinage de précision.

Pourquoi utiliser le cuivre dans les PCB de placage de cuivre ?

Vous attribuez le cuivre dans les PCB de cuivrage aux raisons suivantes :

  • Le cuivre est également largement disponible et à un prix raisonnable.
  • Sa conductivité thermique et sa conductivité électrique sont excellentes.

Vous pouvez facilement transmettre des signaux sans consommer d'électricité tout en n'utilisant que peu de cuivre.

  • La douceur du cuivre en tant que métal permet son utilisation dans des applications de circuits imprimés flexibles.
  • Le cuivre a de bonnes qualités adhésives empêchant le décollement des surfaces même lorsqu'il est plié.
  • Vous pouvez utiliser du cuivre sur plusieurs métaux de base ferreux et non ferreux tout en obtenant un revêtement uniforme.
  • Il protège la surface de la corrosion et améliore la résistance à l'usure de la surface.

Comment se déroule le processus de placage de cuivre dans le PCB de placage de cuivre?

Le processus de placage dans les PCB de placage de cuivre implique la galvanoplastie.

La galvanoplastie consiste à déposer un revêtement de cuivre sur un métal de base à l'aide d'un courant électrique.

Vous pouvez appliquer un placage de cuivre sur plusieurs métaux tels que l'argent, l'or et l'aluminium.

Cependant, sur les surfaces passivées telles que les métaux à base de fer, vous utilisez une couche de base de nickel.

Vous nettoyez d'abord la surface du matériau avant de nettoyer pour éviter les défauts.

Ensuite, vous faites passer un courant électrique via une solution d'électrolyte contenant des sels de cuivre pour appliquer le processus de galvanoplastie.

Lorsque vous ajoutez une paire de bornes connectées à une alimentation, vous complétez un circuit électrique.

Le passage électrique à travers le circuit entraîne le dépôt d'atomes de cuivre sur le métal.

Vous utilisez du sulfate de cuivre comme électrolyte, avec un fil de cuivre plongé dans l'électrolyte comme anode. Vous reliez le matériau que vous souhaitez plaquer à l'extérieur en tant que cathode dans le processus de placage de cuivre.

La molécule de sulfate de cuivre se décompose en ions de cuivre positifs et en ions de sulfate négatifs lors du passage du courant.

La tige de fer cathodique attire les ions positifs.

Les ions de cuivre absorbent une paire d'électrons en atteignant la cathode formant du cuivre métallique neutralisé déposé ensuite sur la surface du matériau.

Sur l'anode de cuivre, les molécules de cuivre perdent une paire d'électrons et deviennent des ions de cuivre.

Quelles méthodes de placage pouvez-vous utiliser dans le PCB de placage de cuivre ?

Vous trouvez quatre principales méthodes de placage utiles pour le placage de cuivre PCB. Ceux-ci inclus:

Brossage Placage

Le placage au pinceau est une technique de localisation des électrodes dans laquelle vous n'immergez pas toutes les pièces dans l'électrolyte.

Vous ne plaquez qu'une partie de la surface sans affecter le reste.

Vous pouvez utiliser le placage à la brosse dans le PCB de placage de cuivre lorsque vous utilisez des métaux rares sur des zones spécifiques, y compris les connecteurs de bord de carte.

Vous enveloppez une anode chimiquement réactive dans un matériau absorbant pour appliquer la solution de placage à l'endroit souhaité.

Placage doigté

En placant des métaux rares sur les connecteurs et les joints de bord de carte, vous obtenez une résistance de contact réduite et une résistance à l'abrasion plus élevée.

Vous pouvez utiliser de l'or sur la tête de contact saillante du revêtement intérieur en nickel des connecteurs de bord de carte.

Vous pouvez plaquer automatiquement ou manuellement le doigt d'or ou le bord de planche partiellement saillant. Actuellement, le plombage et la rhodanisation se débrouillent à la place de l'or utilisé sur la tête de contact ou le doigt d'or.

Placage sélectif de tringlerie de bobine

Les PCB de placage de cuivre ont des broches et des broches de contact que vous plaquez de manière sélective pour un bon contact et une bonne résistance à la corrosion.

Vous pouvez automatiser ou entreprendre manuellement la procédure de placage en utilisant le soudage par lots en raison du coût élevé de la sélection des broches individuelles.

Avec cette méthode, vous recouvrez la pièce de plaque de feuille de cuivre métallique qui n'a pas besoin de placage à l'aide d'un film de réserve au préalable.

Par la suite, vous n'entreprenez le placage que sur la portion sélectionnée de la feuille de cuivre.

Placage trou traversant

Vous pouvez utiliser plusieurs méthodes pour former un placage sur les parois du trou de forage du substrat.

Connu industriellement sous le nom d'activation de la paroi du trou, il nécessite plusieurs réservoirs de stockage intermédiaires avec des procédures de contrôle et de maintenance uniques.

Le placage traversant nécessite un perçage qui génère de la chaleur qui provoque la fusion de la résine synthétique isolante dans la base du substrat.

Lorsque les résidus de forage adhèrent à la feuille de cuivre sur les murs, ils gênent la surface de placage.

Quels processus de placage pouvez-vous entreprendre dans le PCB de placage de cuivre ?

Lorsque vous discutez du sujet du cuivrage des circuits imprimés, vous trouvez qu'il est nécessaire d'entreprendre les processus suivants :

Par placage

Via le placage dans les PCB de placage de cuivre consiste à superposer les parois des trous percés avec du cuivre pour fournir un canal de courant.

Le chemin du courant peut être entre les surfaces de la carte, entre les couches internes ou de la surface de la carte à une couche interne.

Placage de surface

Ici, vous couvrez les traces de cuivre sur la surface de la carte pour les protéger des éléments extérieurs, de la corrosion et de la contamination. Il offre également une meilleure surface pour souder les composants lors de l'assemblage du PCB.

Où trouvez-vous une utilisation pour les PCB de placage de cuivre ?

Le cuivrage consiste à déposer une couche de cuivre sur une surface métallique solide à l'aide d'un courant électrique en utilisant des moyens électrochimiques.

Le cuivre vous offre une variété de finitions, notamment une finition mate, brillante, polie ou satinée.

Le cuivre est antimicrobien, robuste, ductile et non magnétique avec une bonne conductivité thermique et électrique. Certaines des applications pour les PCB de placage de cuivre incluent :

  • Lorsque vous avez l'intention d'utiliser d'autres placages métalliques sur votre carte, tels que le placage de nickel et d'argent.
  • Où vous désirez une protection contre les interférences électromagnétiques de radiofréquence.

Pouvez-vous utiliser la galvanoplastie dans les PCB de placage de cuivre ?

Oui, vous pouvez.

La méthode de cuivrage la plus courante est la galvanoplastie.

Ici, vous dissolvez des ions métalliques avec une charge positive dans une solution chimique à l'aide d'un courant électrique.

Ces ions positifs sont transférés du côté du circuit chargé négativement englobant le matériau que vous avez l'intention de plaquer.

Vous immergez ce matériau dans la solution, ce qui provoque l'accumulation de particules métalliques dissoutes à la surface du matériau.

Le processus de galvanoplastie est rapide, ce qui donne une surface uniforme et lisse.

La galvanoplastie améliore les qualités physiques, chimiques et mécaniques d'un matériau telles que la conductivité, la soudabilité et la réflectivité.

Quels autres processus de placage pouvez-vous utiliser pour le placage de cuivre PCB ?

Les autres processus de placage que vous pouvez utiliser pour le cuivrage des PCB sont :

Placage autocatalytique

Le placage autocatalytique ne nécessite pas l'utilisation d'une source électrique externe au lieu d'employer une réaction chimique provoquant la réduction de l'atome de métal.

Lorsque les ions métalliques interagissent avec un agent réducteur et un métal catalytique, ils se transforment en un solide métallique.

Le placage autocatalytique trouve une large utilisation en raison de son faible coût et est le procédé de placage autocatalytique le plus répandu.

Cependant, il s'agit d'un procédé lent difficilement régulable incapable de produire des plaques épaisses.

Avec le placage autocatalytique, vous obtenez une protection du métal de base contre la corrosion et une taille de pièce élargie.

Vous obtenez également une réflectivité, une soudabilité et une conductivité améliorées dans votre PCB de placage de cuivre.

Placage par immersion

Le placage par immersion est le processus d'immersion d'un morceau de métal dans une solution contenant des ions métalliques d'un métal plus noble.

Les ions métalliques les plus nobles sont plus stables, provoquant une attraction innée provoquant le déplacement des ions les moins nobles.

Le placage par immersion prend du temps et ne s'applique qu'aux métaux moins nobles avec des métaux plus nobles (chimiquement inertes tels que l'or et l'argent).

Vous obtenez une plaque à couche mince avec immersion avec une faible qualité d'adhérence.

Cependant, vous bénéficiez d'une meilleure résistance à la corrosion, d'une apparence et d'une conductivité électrique modifiées, d'une dureté et d'une tolérance de couple améliorées.

Vous obtenez également une modification des capacités de liaison du placage par immersion.

Quels sont les avantages de l'utilisation de PCB de placage de cuivre ?

Lorsque vous utilisez des circuits imprimés cuivrés, vous bénéficiez des avantages suivants :

  • Transfert de signal accru grâce à la conductivité élevée du cuivre métallique.
  • L'utilisation de circuits imprimés cuivrés permet une utilisation dans des applications flexibles grâce à la propriété souple du cuivre permettant la flexion.
  • Vous obtenez des finitions de carte supérieures lors de l'utilisation de circuits imprimés cuivrés, ce qui permet d'améliorer les propriétés physiques et électriques.
  • Les circuits imprimés cuivrés présentent un bon niveau de résistance à la corrosion que vous pouvez également compléter avec des métaux plus durs tels que le nickel.
  • La fabrication de PCB de placage de cuivre est moins coûteuse en raison de la grande disponibilité du cuivre et de son faible coût.

Quelles sont les limites du placage de cuivre PCB?

Le cuivre est un excellent choix pour la galvanoplastie dans une large gamme d'applications.

Cependant, vous rencontrez certaines limitations lors de son utilisation dans le placage de cuivre PCB en raison de ses caractéristiques uniques.

  • En tant que métal actif, vous ne pouvez pas plaquer directement du cuivre avec du fer sans appliquer au préalable une couche de base de nickel.

Lors du séchage de la couche, vous appliquez la couche de cuivre renforçant le métal en vue d'un traitement ultérieur.

  • Le cuivre est également terne par nature, ce qui nécessite des procédures supplémentaires pour obtenir cet éclat brillant.
  • Afin de garantir une adhérence maximale, vous devrez peut-être utiliser une solution de cyanure avec la solution de cuivre.

Le cyanure est toxique et nécessite donc une manipulation avec prudence lors du processus de placage.

Quels types de cuivre pouvez-vous utiliser dans le PCB de placage de cuivre ?

Les performances d'un circuit imprimé cuivré dépendent des caractéristiques du cuivre telles que la rugosité de surface et la force de liaison.

Vous trouvez cela particulièrement important en ce qui concerne les PCB de placage de cuivre que vous utilisez aux fréquences micro-ondes.

Le cuivre sur un PCB vous offre des chemins de signal réalisés avec une grande précision.

Le succès du cuivre commence par la qualité du cuivre et l'état de sa connexion au matériau diélectrique de la carte.

La façon dont vous combinez l'appariement des matériaux influence les performances en fonction des situations d'utilisation. Par conséquent, la fusion du cuivre et du diélectrique est cruciale pour les performances et la durabilité d'un PCB de placage de cuivre utilisé en haute fréquence.

Les formes les plus courantes de feuilles de cuivre commerciales utilisées avec les PCB de placage de cuivre sont :

  1. Feuille de cuivre électrodéposée (ED)
  2. Feuille de cuivre recuit laminé (RA)

Vous pouvez améliorer la propriété d'adhérence avec un matériau diélectrique en soumettant les feuilles de cuivre à divers traitements.

feuille de cuivre électrodéposée

Feuille de cuivre électrodéposée

Par exemple, vous fabriquez du cuivre ED en déposant par électrolyse du sulfate de cuivre sur un tambour en acier inoxydable qui tourne lentement et est poli.

Par la suite, l'extraction du cuivre se présente sous la forme d'une bobine continue avec le côté tambour ayant une surface plus lisse.

Pour les feuilles de cuivre RA, vous laminez plusieurs fois des lingots de cuivre massifs.

Votre circuit imprimé de cuivrage aura des propriétés variables selon le type de cuivre que vous utilisez.

Les circuits imprimés de placage de cuivre utilisant du cuivre ED ont des performances supérieures dans les applications soumises à des contraintes mécaniques.

D'autre part, les PCB de placage de cuivre utilisant du cuivre RA fonctionnent bien dans les applications sujettes aux contraintes thermiques.

feuille de cuivre recuit roulée

Feuille de cuivre recuit roulé

Les deux types de feuilles utilisent une technique de passivation pour créer une couche protectrice sur le cuivre qui peut empêcher le ternissement.

Comment se compare le profil des types de cuivre utilisés dans le placage de cuivre PCB?

Les structures granulaires des types de cuivre dans les circuits imprimés de cuivrage sont très diverses.

La structure du grain permet également de comprendre le profil de surface du cuivre.

Les feuilles de cuivre électrodéposées (ED) utilisées dans le cuivrage des PCB peuvent avoir des structures à grains grossiers, intermédiaires ou fins.

Une structure à grain grossier offre les surfaces les plus rugueuses, tandis que les structures en cuivre à grain fin offrent des surfaces lisses.

Ces différents profils de surface en cuivre peuvent présenter des avantages et des inconvénients.

Une feuille de cuivre à profil de surface rugueux permet une liaison plus forte avec le stratifié diélectrique par rapport à un profil plus lisse.

Cependant, l'inductance plus élevée du profil plus rugueux entraîne de mauvaises performances de perte d'insertion avec de grandes variations de phase.

Lorsque vous utilisez des feuilles de cuivre avec un profil lisse dans les circuits imprimés de placage de cuivre utilisés dans les circuits haute fréquence, vous obtenez une meilleure définition de la gravure.

Vous utilisez des parties plus petites de la surface du conducteur d'un circuit imprimé cuivré pour la transmission du signal à des fréquences plus élevées.

Par conséquent, vous trouvez l'impact des profils de surface plus rugueux plus important à des fréquences plus élevées.

Lorsque la rugosité de surface augmente, vous notez une augmentation de la phase ou de la constante diélectrique effective dans certaines conceptions utilisant des circuits plus fins.

Des problèmes peuvent survenir lorsque vous ignorez les impacts des profils de surface rugueuse dans la prévision des performances des circuits dérivés de certains matériaux.

Quelle est la différence entre les traces et les vias dans le placage de cuivre PCB?

Le cuivre forme la majeure partie des circuits reliant les éléments PCB englobant des traces de surface et des trous percés pour le courant appelés vias.

Les traces de surface et les vias ont tous deux le même objectif de conduction de courant.

traces finition en cuivrage PCB

Finition des traces dans le placage de cuivre PCB

Les traces connectent les composants tandis que les vias connectent les surfaces de la carte aux couches internes ou les couches internes les unes aux autres.

Vous trouvez cependant quelques différences majeures entre les deux.

Par exemple, les traces de surface sont généralement plates et rectangulaires, avec des torsions pour naviguer dans les fonctionnalités de la carte. Alternativement, les vias sont souvent circulaires suivant une trajectoire rectiligne.

Vias en cuivrage PCB

Vias dans le placage de cuivre PCB

Bien que vous puissiez plaquer les deux éléments, le placage sur les pistes est pour la protection tandis que dans les vias est pour la conduction du courant.

Quels sont les attributs de processus importants pour les PCB de placage de cuivre ?

Lorsque vous réalisez des vias dans des circuits imprimés à placage de cuivre, vous utilisez un placage autocatalytique ou une galvanoplastie. Le matériau que vous utilisez comme remplissage est important lors du cuivrage.

La conductivité thermique du remplissage non conducteur est bien inférieure à celle des pâtes conductrices et du cuivre, le matériau lui-même.

De nombreux facteurs affectant la fiabilité d'un PCB de placage de cuivre.

Ceux-ci incluent le rapport d'aspect des trous percés, l'épaisseur des murs et même les propriétés matérielles de la planche.

Certains attributs de processus importants pour les PCB de placage de cuivre sont :

  • Type de remplissage dont la détermination dépend de l'utilisation du via.
  • Via hauteur influencée par l'épaisseur de la planche.
  • Le diamètre du via est régi par le pas et l'espacement des CMS.
  • Le rapport d'aspect de la carte est dérivé de la division de l'épaisseur de la carte par le diamètre du via.
  • Puissance de projection qui définit la capacité à disperser l'énergie uniformément.
  • Épaisseur de plaque qui affecte la résistance et la durabilité de la plaque.

Quelles options de placage de surface pouvez-vous utiliser dans un PCB de placage de cuivre ?

Vous trouvez les options de placage suivantes utiles pour votre PCB de placage de cuivre :

Electroplating

Vous appliquez un courant continu pour démarrer une réaction chimique entraînant la création d'une couche métallique sur le cuivre.

Vous créez ainsi des pistes et des vias en utilisant de l'étain, de l'or ou du nickel.

Biologique

Cette méthode est également respectueuse de l'environnement car elle ne nécessite aucun contact métal sur métal.

La durée de conservation est cependant limitée, ce qui nécessite des conditions de stockage appropriées des PCB.

Autocatalytique

Cette méthode ne nécessite pas d'électricité et peut être utilisée pour construire une barrière métallique lorsqu'elle est combinée à l'immersion.

Un catalyseur aide à dissoudre une tige de cuivre dans cette méthode, après quoi vous dispersez le cuivre sur la surface.

Nivellement de soudure à air chaud (HASL)

Ici, vous immergez la carte dans de la soudure chaude pour cette procédure, et avant de niveler avec une lame d'air.

Cette méthode est la plus rentable ayant résisté à l'épreuve du temps.

Immersion

L'immersion trouve une utilisation courante avec l'étain, l'absence d'utilisation de plomb étant un avantage significatif car elle la rend conforme à RoHS.

Néanmoins, cela peut entraîner des barbes d'étain provoquant des ponts de soudure disgracieux entre les composants.

Quelle épaisseur de cuivre utilisez-vous pour le placage de cuivre PCB ?

L'épaisseur de cuivre de votre circuit imprimé de placage de cuivre contribue à l'épaisseur globale de la carte.

La quantité de courant conduit détermine l'épaisseur de cuivre sur votre PCB.

L'épaisseur du cuivre peut varier de 1.4 mm à 2.8 mm pour les couches positionnées à l'intérieur avec un poids total de 2 à 3 oz.

Vous pouvez personnaliser l'épaisseur selon vos besoins spécifiques.

Lorsque vous décidez de l'épaisseur, gardez à l'esprit que les planches plus épaisses sont plus rigides que les planches minces. À moins d'être limité par l'application, un panneau épais est préférable.

Lors du choix de l'épaisseur des PCB de placage de cuivre, tenez compte des variables suivantes :

  • Espace disponible: Lorsque le dispositif d'application le permet, utilisez une plaque de placage de cuivre épais. Avoir un espace limité nécessite une planche mince.
  • Connecteurs et composants : Les connecteurs et les types de composants dictent l'épaisseur de votre PCB de placage de cuivre.

Les grands composants avec de grandes dissipations thermiques nécessitent des cartes épaisses.

  • Flexibilité: Lorsque vous souhaitez de la flexibilité, les planches minces sont plus appropriées que les planches épaisses malgré leur tendance à se casser.
  • Impédance: L'adaptation de l'épaisseur de la carte à l'impédance est essentielle car elle influence la propriété diélectrique.
  • Poids: Une planche plus fine se casse facilement, utilisez donc une planche plus épaisse.

Pouvez-vous utiliser une approche à double revêtement dans le PCB de placage de cuivre ?

Oui, vous pouvez.

Le placage de cuivre présente un certain nombre d'avantages, notamment la conductivité, la malléabilité, le pouvoir lubrifiant, la résistance à la corrosion et les propriétés antimicrobiennes.

La compatibilité du cuivre avec d'autres procédés de placage et de revêtement permet son utilisation dans le cadre d'un système double.

Une surface de PCB cuivrée peut bénéficier des propriétés de deux systèmes de revêtement différents lors de l'utilisation d'une double approche.

Vous pouvez également en apprendre davantage sur Placage de bord PCB.

Pour tous vos PCB cuivrés, contactez Venture Electronics maintenant.