Печатная плата, которую еще называют «матерью электронных системных продуктов», играет важную роль для современных электронных устройств практически во всех отраслях. Ключевым этапом производства печатной платы является приклеивание медной фольги к диэлектрическому основанию из смолы. Для улучшения сцепляемости с диэлектрической подложкой перед приклеиванием поверхности медной фольги специально придают шероховатость. Однако в результате этого уменьшается электропроводность медной фольги, что отрицательно сказывается на функционировании печатной платы. Кроме того, с увеличением частоты тока, связанной с так называемым скин-эффектом, существенно увеличиваются потери проводника. В высокочастотном электронном оборудовании 5G это может вызывать проблемы.
Что такое скин-эффект?
Скин-эффект — это стремление высокочастотного переменного тока протекать преимущественно в поверхностном или скин-слое. Чем выше плотность (или частота) тока, тем ближе он протекает к поверхности. В результате протекания высокочастотных токов вблизи поверхности уменьшается толщина скин-слоя. Если толщина скин-слоя, соответствующая рабочей частоте контура, меньше или равна коэффициенту шероховатости поверхности медной фольги, сигнал проходит по поверхности медной фольги.
Поскольку технология 5G использует токи более высокой частоты, чем технологии 4G или 3G, толщина скин-слоя в поддерживающих ее устройствах меньше, а плотность тока больше. И все же шероховатые поверхности могут оказывать отрицательное воздействие на путь передачи тока. Чем грубее поверхность медной фольги, тем длиннее путь передачи сигнала и больше потери проводника. Поскольку нельзя использовать медную фольгу с идеально гладкой поверхностью (для успешного приклеивания ее к основе она должна быть шероховатой), шероховатость ее поверхности необходимо тщательно контролировать — она должна быть достаточно шероховатой для эффективного приклеивания к основе и при этом в меру гладкой для минимизации потерь при передаче.
Контроль шероховатости поверхности
В традиционном методе измерения шероховатости поверхности используется стилус, которым медленно водят по поверхности образца. В результате стилус может повредить чувствительную поверхность (в том числе и медной фольги). Кроме этого, результаты измерений, получаемые этим методом, находятся в прямой зависимости от диаметра наконечника стилуса.
Лазерные сканирующие конфокальные микроскопы являются более предпочтительным инструментом для измерения шероховатости поверхности, поскольку имеют большое количество преимуществ над традиционными методами измерения.
4 преимущества лазерных микроскопов для измерения шероховатости поверхности
Бесконтактные
Как следует из названия, для сбора данных в лазерных микроскопах используется лазер, который исключает физический контакт с образцом. Это решает проблему, связанную с образованием царапин или повреждением образца стилусом во время контроля. Лазерный микроскоп также обеспечивает высокую точность результатов измерения шероховатости, независимо от состояния поверхности образца.
|
|
|
.jpg?rev=7D27)
-update2.jpg?rev=48E2)
Высокоточные данные измерений шероховатости поверхности
Стилус, как правило, имеет радиус наконечника от 2 до 10 мкм, что не позволяет ему собирать данные о шероховатости поверхности на микроскопическом уровне. Лазер, используемый в нашем лазерном сканирующем микроскопе OLS5100, имеет радиус не больше 0,2 мкм и может собирать данные о мельчайших участках поверхности, недоступные при измерении стилусом.
|
|
|
.jpg?rev=D63E)
.jpg?rev=D63E)
Комплексная информация об образце
С помощью стилуса можно собирать только один тип информации — данные о шероховатости поверхности. В отличие от него лазерный микроскоп позволяет одновременно получать данные трех типов — лазерное изображение, цветное изображение и результаты 3D-измерения. Вместе эти данные позволяют получить более полное представление о шероховатости поверхности образца.
|
|
|
.jpg?rev=DD8C)
-update.jpg?rev=DD8C)
Автоматический контроль
Еще одним преимуществом лазерного конфокального микроскопа является возможность автоматизации части рабочего процесса контроля, которая улучшает воспроизводимость и минимизирует вариативность результатов у разных операторов. При измерении шероховатости поверхности медной фольги с помощью лазерного микроскопа OLS5100 можно автоматизировать рабочие процессы от сбора данных до создания отчета. Для этого достаточно нажать кнопку «Пуск» и выполнить измерения тонкого профиля на субмикронном уровне.
В качестве дополнительных интеллектуальных возможностей макро-функция программного обеспечения позволяет компьютеру управлять различными действиями микроскопа. В результате увеличивается скорость и точность исследования и анализа образцов.
См. также
Измерение шероховатости поверхности: практические советы перед началом работы
Вебинар по запросу: параметры шероховатости поверхности — как выбрать самые важные?
Измерение шероховатости поверхности с помощью лазерного сканирующего микроскопа LEXT
Связаться с нами
