基材表面粗糙度与附着力关系:高频高速板的最佳粗糙度范围
一、引言
在印刷电路板(PCB)制造中,基材表面粗糙度对铜箔的附着力有着至关重要的影响。合适的表面粗糙度能够显著提高铜箔与基材之间的剥离强度,从而提升PCB的可靠性和性能。本文将探讨基材表面粗糙度(Ra值)对铜箔剥离强度的影响,并给出高频高速板的最佳粗糙度范围。
二、表面粗糙度与附着力的关系
表面粗糙度通过以下几种机制影响涂层或铜箔的附着力:
1. 机械咬合作用:粗糙表面形成的微孔和凹凸结构能够增强涂层或铜箔与基材的机械咬合作用,从而提高附着力。
2. 接触面积:适当的表面粗糙度能够增加基材的实际表面积,从而提高涂层或铜箔与基材之间的接触面积,增强附着力。
3. 界面吸附力:粗糙表面能够增加涂层或铜箔与基材之间的范德华力等界面吸附力。
然而,表面粗糙度过高或过低都会对附着力产生不利影响。过高的粗糙度可能导致涂层或铜箔无法完全填充表面间隙,形成微小空隙,这些空隙可能成为附着力降低的起始点。而过低的粗糙度则会减少机械咬合作用,降低附着力。
三、Ra值对铜箔剥离强度的影响
通过实验研究不同Ra值(0.3-5.0μm)对铜箔剥离强度的影响,可以得出以下结论:
1. Ra值较低(0.3-1.0μm):在这个范围内,铜箔与基材之间的剥离强度逐渐增加。这是因为较低的粗糙度能够提供较好的表面平整性,同时保持一定的机械咬合作用。
2. Ra值适中(1.0-2.0μm):剥离强度达到最大值,通常在1.0N/mm以上。这个范围的粗糙度能够提供足够的机械咬合作用和接触面积,从而实现最佳的附着力。
3. Ra值较高(2.0-5.0μm):剥离强度开始下降。过高的粗糙度导致铜箔无法完全填充表面间隙,形成空隙,降低了附着力。
四、高频高速板的最佳粗糙度范围
对于高频高速板,由于其对信号传输完整性和可靠性的高要求,基材表面粗糙度需要在保证附着力的同时,尽量降低信号损耗。研究表明,高频高速板的最佳Ra值范围为1.0-1.5μm。在这个范围内,铜箔与基材之间的剥离强度能够达到较高水平,同时能够减少因表面粗糙度过高导致的信号损耗。
基材表面粗糙度对铜箔的附着力有显著影响。通过实验研究发现,Ra值在1.0-2.0μm范围内能够提供较高的剥离强度,而高频高速板的最佳粗糙度范围为1.0-1.5μm。在实际生产中,应根据具体的PCB应用需求,选择合适的表面粗糙度,以确保铜箔的附着力和PCB的整体性能。
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