(a) Fotografia della lamina di Cu estremamente liscia e della sua immagine superficiale. (b) Fotografia dell'assieme foglio di Cu/PTFE durante il test di distacco a 90°. Credito:M. Nishino et al.
La quantità di comunicazione digitale a supporto della nostra vita quotidiana continua ad aumentare. Ciò significa che c'è una necessità costante di migliorare l'hardware, inclusa l'ottimizzazione delle prestazioni dei circuiti stampati (PWB). I ricercatori dell'Università di Osaka hanno dimostrato un metodo per combinare fortemente il politetrafluoroetilene (PTFE) e il foglio di rame liscio. Hanno presentato i loro risultati al congresso INTERFINISH2020.
Poiché le informazioni digitali trasportate attraverso i sistemi di comunicazione sono sempre più complesse, la frequenza delle trasmissioni deve aumentare. Però, all'aumentare della frequenza aumenta anche la perdita di trasmissione dal componente di conduzione del circuito. Perciò, i materiali devono essere continuamente migliorati per creare PWB pronti per il futuro.
Il rame è il materiale di cablaggio ideale per i PWB perché è altamente conduttivo, e quindi trasporta in modo efficiente le informazioni a destinazione. Attualmente non c'è niente di superiore al rame per questo compito, quindi l'obiettivo del miglioramento è ridurre la perdita di trasmissione dal materiale di supporto.
Il PTFE è ideale per questo ruolo perché ha sia una costante dielettrica relativa bassa che una tangente a bassa perdita dielettrica; però, Al PTFE non piace attenersi alle cose. Spesso viene utilizzato uno strato intermedio tra PTFE e rame per migliorare l'adesione, ma l'utilizzo di questi livelli è un compromesso perché aumentano le perdite di inserzione.
In questo studio, i ricercatori hanno creato un metodo senza adesivo per incollare il PTFE disponibile in commercio su un foglio di rame con un'elevata forza di adesione, eliminando così la necessità di uno strato intermedio.
Confronto tra il circuito stampato sviluppato e le alternative convenzionali. Credito:M. Nishino et al.
"La nostra tecnica prevede il cosiddetto trattamento al plasma assistito dal calore (HAP), " spiega la prima autrice Misa Nishino. "Abbiamo sottoposto il PTFE a un HAP per rendere la superficie più appiccicosa, e poi premette i due strati insieme ad alta temperatura per assicurarsi che fossero fortemente legati".
Il team di ricerca ha esaminato il PTFE puro e un tessuto intessuto di vetro e PTFE e ha scoperto che entrambi mostravano un'adesione significativamente maggiore alla lamina di rame dopo il trattamento HAP. Inoltre, la superficie molto liscia della lamina di rame faceva sì che la trasmissione potesse avere un percorso libero da ostruzioni, minimizzando le perdite.
Assemblaggi con lamina di Cu/PTFE puro e lamina di Cu/tessuto di vetro contenente PTFE prima e dopo il test di distacco a 90° (n =2). Credito:M. Nishino et al.
"Il nostro metodo è semplice ed ecologico, rendendolo un'opzione molto interessante per processi su larga scala, ", afferma l'autore corrispondente dello studio Yuji Ohkubo. "Prevediamo che i nostri risultati verranno utilizzati per realizzare PWB ad alta frequenza che contribuiranno al miglioramento dei dispositivi digitali per il mondo 5G e oltre".
