تُعدّ رقائق النحاس الموصّل الأساسي في الدوائر المطبوعة. وقد دفع التوجّه نحو زيادة كثافة الدارات إلى تطوّرات جديدة ف تقنيات رقائق النحاس. إضافةً إلى ذلك، يمكن طلاء رقائق النحاس بسبائك معدنية أخرى لتكوين مقاومات مدمجة داخل الدوائر متعددة الطبقات.
الرقاقة المعالَجة على الجانب غير اللامع (DSTF) أو المعالَجة العكسية (RTF)
تُعدّ DSTF/RTF من أنواع النحاس المُترسَّب كهربائيًا (Electro-Deposited – ED)، لكن في رقاقة RTF تُطبَّق المعالجة على الجانب اللامع وليس الخشن كما في الرقاقة القياسية من نوع ED (انظر الشكلين 4.25 و4.26).
نتيجةً لذلك تكون خشونة السطح الملتصق بالراتنج منخفضة جدًا، بينما يواجه الجانب الخشن الخارج. يسهّل انخفاض خشونة السطح على طبقة الرق laminate تشكيل موصلات دقيقة في الطبقات الداخلية. أما الجانب الخشن فما يزال يوفّر التلاصق المطلوب.
بالنسبة لإشارات التردد العالي، فإن السطح منخفض الخشونة يوفّر أداءً كهربائيًا أفضل بكثير. وفي القلوب الرقيقة (thin cores) تساعد الخشونة المنخفضة أيضًا على الحفاظ على سماكة عازلة موحّدة وتقليل “تداخل الأسنان” الناتج عن قمم النحاس، ما قد يحسّن قوة تحمّل العازل للانهيار الكهربائي. تأتي هذه المزايا مقابل انخفاضٍ طفيف في قوة القلع (Peel Strength).
رقائق النحاس المدحرَجة المُخمَّرة (RA)
تتميّز رقائق RA بليونة ممتازة وتُستخدم على نطاق واسع في الدوائر المرنة. تُنتَج عبر درفلة ألواح أو كتل نحاس سميكة على الساخن عدة مرات عند درجات حرارة مرتفعة للوصول إلى السماكة والخواص الميكانيكية المطلوبة.
مقارنةً برقائق ED، تمتلك رقائق RA بنية حبيبية أكثر عشوائية، ما يمنحها خواص ميكانيكية متفوّقة. كلا الجانبين منخفضا الخشونة، لذا يمكن اختيار أيٍّ منهما للمعالجة السطحية.
نقاوة النحاس ومقاوميته النوعية
يحدّد معيار IPC-4562 (معدن الرقائق لتطبيقات الأسلاك المطبوعة) متطلبات النقاوة والمقاومية لكلٍّ من رقائق ED وRA.
الحدّ الأدنى لنقاوة رقائق النحاس ED غير المعالَجة هو 99.8%، ويُحتسب محتوى الفضة ضمن محتوى النحاس. أما رقائق RA فنقاوتها 99.9%.
تقدّم الجدول 4.12 متطلبات المقاومية لرقائق النحاس ED. وتعتمد القيمة القصوى لمقاومية رقائق RA على جودة الرقاقة، وتكون عمومًا بين 0.155–0.160 أوم–غرام/م².
أنواع أخرى من رقائق النحاس
تُعدّ رقائق ED القياسية مناسبة لمعظم الدوائر الصلبة والمرنة. وللتطبيقات الخاصة تُستخدم رقائق معدّلة، منها الرقاقة ثنائية المعالجة، والرقاقة المقاومية، والرقاقة الفائقـة الرقة من نوع ED.
أ) الرقاقة ثنائية المعالجة (Double-Treated Foil)
تتلقى كلا جهتي الرقاقة معالجات سطحية خاصة. الجهة الملامسة للركيزة تُعالج لتحسين التلاصق والموثوقية مع الراتنج. أما الجهة الأخرى فتُعالج “عكسيًا” بحيث يلتصق الجانب اللامع بالركيزة ويواجه الجانب الخشن الخارج.
يمكن أن تُلغي هذه المقاربة خطوات مثل “تسمير” الطبقات الداخلية (Inner-Layer Browning) قبل التصفيح. لكنها تتطلّب نظافة سطح عالية جدًا، لذلك تُستخدم بوتيرة أقل في تصنيع الـPCB.
ب) رقائق النحاس المقاومية (Resistive Copper Foil)
يُمكن بمعالجة النحاس الأساس تكوين مقاومات مدمجة في الطبقة الداخلية، ما يقلّل عدد المقاومات المنفصلة على الطبقات الخارجية ويُنشئ مقاومات مباشرة داخل اللوحة متعددة الطبقات. يساهم ذلك في تحسين الموثوقية وتحرير مساحةٍ أكبر للمكوّنات الفعّالة.
عادةً ما تُصنّع هذه الرقائق بطلاء طبقة معدنية سبائكية مقاومية فوق النحاس الأساس. بعد التصفيح يمكن تشكيل اللُّوحات بالتصوير الضوئي والحفر لإنشاء عناصر مقاومة.
ج) الرقاقة الفائقـة الرقة من نوع ED
الرقائق الفائقـة الرقة—مثل رقاقة بسماكة 2 ميكرومتر—لا يمكن تخزينها منفردة لأنها تتجعّد بسهولة وقد تُخدش. لذلك تُلصق عادةً على “رقاقة حاملة” (Carrier) أكثر سماكة، مثل 15 ميكرومتر. وبعد التصفيح تُزال الرقاقة الحاملة.
تُستخدم هذه الرقائق في الدوائر فائقـة الدقّة (Ultra-Fine-Line PCBs)، وتُطبَّق أساسًا في مواد ركائز التغليف (Packaging Substrates).
الخلاصة
لكل نوعٍ من رقائق النحاس نقاط قوة وحالات استخدام مميّزة. رقائق ED ناضجة تقنيًا وتوفّر تلاصقًا ممتازًا. رقائق RA تقدّم ليونة عالية، ما يجعلها مثالية للدوائر المرنة. ومع تزايد الاعتماد على التصاميم عالية التردد والكثافة، ستزداد أهمية الأسطح منخفضة الخشونة وعالية النقاوة، إضافةً إلى الرقائق الوظيفية المتخصّصة. إن اختيار الرقاقة المناسبة عاملٌ حاسم في أداء لوحة الـPCB وموثوقيتها.
