Kupferauflage von Leiterbahnen

Kupferauflage von Leiterbahnen bezieht sich auf die Kupferschicht, die auf Leiterplatten aufgebracht wird. Diese Kupferschicht ist entscheidend für die Funktion von Leiterbahnen, da sie elektrische Verbindungen zwischen den verschiedenen Komponenten auf der Leiterplatte herstellt.

1. Prozess der Kupferauflage

Substratvorbereitung: Die Leiterplatte wird vorbereitet, indem sie gereinigt und für die Beschichtung vorbereitet wird. Dies stellt sicher, dass die Kupferschicht gut haftet.
Durchkontertierung: Beim Verfahren der Durchkontertierung werden die Bohrlocher verkupfert.Gleichzeitig werden die Bahnen und Pads auch verkuepfert.
Vorbereitung fuer Ätzen: Die Bereiche, die nicht mit Kupfer bedeckt werden sollen, werden mit einem Schutz(Resist) lackiert oder bedeckt. Der Rest der Oberfläche wird mit Kupfer beschichtet.
Kupferabscheidung: Es gibt verschiedene Methoden zur Kupferabscheidung, darunter das elektrolytische Verfahren oder das galvanische Verfahren. Dabei wird Kupfer auf die Oberfläche der Leiterplatte aufgetragen, um die gewünschte Kupferdicke zu erreichen.
Ätzen der überschüssigen Kupferschicht: Nachdem die gewünschte Kupferdicke erreicht ist, wird der Schutzlack entfernt und die überschüssige Kupferschicht wird chemisch geätzt, um nur die gewünschten Leiterbahnen und Pads zu hinterlassen.

2. Kupferauflage von Leiterbahnen

Leiterplatte

Die tatsachliche Schichtverteilung auf den Leiterbahnen ist stark vom Design der Leiterplatte abhangig (Leiterbahndichte, -verteilung und -breiten). Es stehen 3 Basiskupferdicke zur Verfuegung 18um, 35um und 70um. Die Kupferendstarke kann je nach Spezifikation der Leiterplatte 35,70,105 µm oder mehr betragen. Im allgemeinen reicht die Dicke der Kupferkaschierung (Basiskupfer) des Basismaterials als Leiterzughohe nicht aus. Die Kupferleiterschicht muss im Laufe des Leiterplatten-Herstellverfahrens auf Sollhohe verstarkt werden.

3. Die Kupferauflage auf Leiterbahnen besteht bei durchkontaktierten Leiterplatten aus drei Schichten:

Basiskupfer Kupferaufbau (chem. + galv.) Gesamt Cu auf Oberfläche
18 µm 25 - 42 µm 43 - 60 µm
35 µm 25 - 42 µm 60 - 77 µm
70 µm 25 - 42 µm 95 - 112 µm

Kupferstrukturen haben immer eine Hoehe, eine Breite und einen Abstand zu anderen Strukturelementen. Die Hoehe der Kupferstrukturen wird durch die Basiskupferkaschierung und zusaetzlich chemisch oder galvanisch aufgebrachtes Kupfer bestimmt.

4. Kupferdicke

Die Kupferdicke auf Leiterplatten wird in Unzen pro Quadratfuß (oz/ft²) oder in Mikrometer (µm) gemessen. Typische Kupferdicken reichen von 0,5 oz/ft² bis 3 oz/ft² (ca. 17 µm bis 102 µm), abhängig von den Anforderungen der Schaltung und der Herstellung.

oz/ft² in µm
0.5 OZ 18 µm
1.0 OZ 35 µm
2.0 OZ 70 µm
3.0 OZ 105 µm

5. Bedeutung für die Leistung

Stromtragfähigkeit: Eine dickere Kupferschicht kann mehr Strom tragen, was wichtig ist, wenn die Schaltung hohe Ströme benötigt.
Wärmeableitung: Kupfer hat eine gute Wärmeleitfähigkeit, daher hilft eine Kupferschicht, die Wärme von den elektronischen Komponenten abzuleiten, was die Zuverlässigkeit der Schaltung verbessert.
Signalintegrität: Eine gleichmäßige und saubere Kupferauflage ist wichtig für die Signalintegrität. Unebenheiten oder ungleichmäßige Schichten können zu Signalverlusten oder Störungen führen.

6. Minimale Leiterbahnbreiten in Bezug zur Kupferauflage

Leiterplattenausführung Kupferauflage (Ausgangsstärke) Kupferauflage (Endstärke) Minimale Leiterbahnbreite
durchkontaktiert 18 µm 48 µm 150 µm (4-6mil)
durchkontaktiert 35 µm 65 µm 150 µm (6 mil)
nicht durchkontaktiert 35 µm 35 µm 150 µm (6 mil)
durchkontaktiert 70 µm 100 µm 200 µm (8 mil)
nicht durchkontaktiert 70 µm 70 µm 200 µm (8 mil)