Il laminato rivestito di rame (CCL) è un materiale fondamentale nella produzione di circuiti stampati (PCB). È costituito da un substrato isolante, solitamente realizzato con materiali come carta, tessuto di vetro o materiali compositi, impregnato di resina e legato alla lamina di rame mediante pressatura a caldo. Il CCL svolge un ruolo fondamentale nei PCB garantendo la conducibilità elettrica, l’isolamento e il supporto meccanico, influenzando in definitiva la velocità di trasmissione, la perdita di energia e l’impedenza caratteristica del PCB. In quanto materiale chiave nell’industria elettronica, il CCL è ampiamente utilizzato in vari settori come computer, telefoni cellulari, telecomunicazioni, aerospaziale e automobilistico.
Struttura del laminato rivestito di rame
La struttura del CCL è composta da tre componenti principali: Lamina di rame, Substrato, Adesivo.
Lamina di rame
La lamina di rame è un materiale critico per la produzione di CCL, che fornisce un’elevata conducibilità elettrica e una buona saldabilità. La lamina di rame deve avere una purezza di almeno il 99,8% e una variazione di spessore non superiore a ±5µm. Le lamine di rame più sottili sono ideali per la produzione di PCB ad alta densità con circuiti complessi.
Substrato
Lo strato isolante è realizzato con resina sintetica e materiali di rinforzo. Le resine comuni includono fenolica, epossidica e PTFE. I materiali di rinforzo come carta o tessuto determinano le proprietà meccaniche del substrato, come la resistenza alla saldatura e la resistenza alla flessione.
Adesivo
L’adesivo assicura che la lamina di rame sia saldamente legata al substrato. Le proprietà dell’adesivo sono fondamentali per determinare la resistenza allo strappo e la qualità complessiva del laminato.
Tipi di laminato rivestito di rame
I CCL possono essere classificati in base a vari criteri, tra cui la rigidità meccanica, il tipo di resina, i materiali isolanti e la resistenza al fuoco:
| Category | Description |
|---|---|
| By Rigidity | Rigid CCL, Flexible CCL |
| By Resin Type | Phenolic Resin CCL, Epoxy Resin CCL, and Polyimide Resin CCL |
| By Insulating Material | Organic Resin-based CCL, Metal-based CCL, Ceramic-based CCL |
| By Thickness | 0.8mm to 3.2mm, less than 0.78mm (without copper) |
| By Fire Resistance | UL94 standards, UL-94V0 (highest level) |
| By Thermal and Dielectric Properties | High Tg CCL, Low Dk/Low Df CCL |
Materiali per laminato rivestito di rame
Lamina di rame
Il materiale conduttivo primario nei CCL, la lamina di rame può essere elettrodepositata (ED) o laminata ricotta (RA). La lamina di rame ED viene tipicamente utilizzata nei PCB rigidi, mentre la lamina di rame RA è comune nei PCB flessibili.
Materiali in resina
- Resina epossidica: La resina più comunemente utilizzata per CCL grazie alle sue eccellenti proprietà di isolamento elettrico, resistenza al calore e proprietà meccaniche.
- Poliimmide: Conosciuta per una maggiore stabilità termica e meccanica, spesso utilizzata per applicazioni ad alte prestazioni o ad alta temperatura.
Tessuto in fibra di vetro
La fibra di vetro fornisce un’eccellente resistenza meccanica, isolamento elettrico e stabilità termica. Vari tipi di tessuto in fibra di vetro, come 106, 1080 e 2116, vengono utilizzati in base all’applicazione richiesta, inclusi i circuiti ad alta frequenza.
Processo di produzione del laminato rivestito di rame
Il processo di produzione del CCL prevede diverse fasi chiave:
- Preparazione della resina: La resina viene miscelata fino alla consistenza desiderata.
- Applicazione della resina: La resina viene applicata al materiale di rinforzo.
- Laminazione: Il materiale rivestito di resina viene stratificato con lamina di rame e sottoposto a calore e pressione per legarli insieme.
- Taglio e ispezione: Dopo la laminazione, il CCL viene tagliato a misura e ispezionato per verificarne la qualità.
L’intero processo garantisce che la lamina di rame sia saldamente legata al substrato, ottenendo un laminato forte, elettricamente conduttivo che costituisce la base per la produzione di PCB.
Tendenze future nel settore del laminato rivestito di rame
L’industria CCL si sta evolvendo in risposta a vari progressi tecnologici e considerazioni ambientali:
Senza piombo e senza alogeni: a causa delle normative ambientali, soprattutto nell’UE, la domanda di CCL senza piombo e senza alogeni è aumentata. Questi materiali richiedono temperature più elevate per la saldatura, il che pone sfide in termini di stabilità termica e tecniche di produzione.
Applicazioni ad alta frequenza e alta velocità: con l’aumento del 5G e di altre tecnologie di comunicazione ad alta velocità, c’è una crescente domanda di CCL con bassa costante dielettrica (Dk) e basso fattore di dissipazione (Df). Queste proprietà sono essenziali per mantenere l’integrità del segnale nei circuiti ad alta velocità.
Materiali leggeri e sottili: poiché l’elettronica di consumo continua a evolversi, c’è una crescente necessità di CCL più sottili, leggeri e compatti, soprattutto in dispositivi come smartphone e dispositivi indossabili.
Conclusione
Il laminato di rame rivestito (CCL) è un materiale indispensabile nella produzione di PCB, con la sua composizione e le sue proprietà che influiscono in modo significativo sulle prestazioni e sull’affidabilità dei dispositivi elettronici. Con il progresso della tecnologia, i CCL vengono continuamente migliorati per soddisfare le esigenze di applicazioni ad alta velocità e ad alta frequenza, affrontando al contempo le preoccupazioni ambientali. Il futuro dei CCL si concentrerà probabilmente su innovazioni nelle proprietà dei materiali, nei processi di produzione e nella sostenibilità ambientale.
