CCL (Copper Clad Laminate): Material Kunci dalam PCB dan Komponen AI

Bobby Brown

Perbarui 2023-12-17

CCL (Copper Clad Laminate): Material Kunci dalam PCB dan Komponen AI

Ringkasan

CCL (Copper Clad Laminate): Substrat Foil Tembaga: Terbuat dari foil tembaga dan lapisan dielektrik, substrat ini menawarkan konduktivitas dan fleksibilitas yang sangat baik. Mereka digunakan secara luas dalam produk elektronik dan peralatan listrik untuk memfasilitasi komunikasi antar komponen.
CCL dan PCB: Sebagai substrat utama untuk PCB, CCL membentuk struktur papan sirkuit dan menyediakan lapisan konduktif. PCB menghubungkan rangkaian elektronik yang kompleks dan komponen, yang sangat penting dalam perangkat keras AI, pembelajaran mesin, dan perangkat pintar.
Jenis Foil Tembaga: Jenis-jenis foil tembaga mencakup foil elektrolitik ED, foil gulung RA, self-adhesive, tahan korosi, pelindung elektromagnetik, film tipis, fleksibel, dan tahan api.
Foil Tembaga Elektrolitik: Diproduksi melalui deposisi elektrolitik, foil ini memiliki konduktivitas tinggi, kemurnian, ketebalan yang seragam, dan permukaan yang halus, biasanya digunakan dalam pembuatan PCB.
Rolled Copper Foil: Made by rolling copper ingots, it provides good flexibility, ductility, high-temperature, and corrosion resistance, often used in flexible printed circuit boards (FPCs).

Daftar Isi

Apa itu Copper Clad Laminate (CCL)?
CCL dalam Industri PCB dan AI
Mengenal Lebih Dalam tentang Industri Foil Tembaga
Penggunaan Flow Meters dan Nozzle dalam Industri Foil Tembaga
- Nozzle Application: Water Rinse Process
  - Kasus: Produsen Foil Tembaga Elektrolitik Terkemuka Jepang untuk PCB
- Aplikasi Flow Meter - Pengukuran Larutan Tembaga Sulfat
  - Kasus: Perusahaan Petrokimia Terbesar Taiwan

Apa itu Copper Clad Laminate (CCL)?

Copper Clad Laminate (CCL) adalah material substrat utama untuk Papan Sirkuit Cetak (PCB), yang terbuat dari lapisan foil tembaga yang diikat pada substrat non-konduktif, biasanya menggunakan perekat. Foil tembaga, yang biasanya memiliki ketebalan antara 0,005 mm hingga 0,5 mm, dikenal karena konduktivitas dan kelenturannya yang sangat baik, menjadikannya ideal untuk perangkat elektronik. Lapisan substrat CCL, yang terbuat dari bahan seperti fiberglass atau komposit berbasis kertas, memberikan dukungan struktural dan isolasi. Kombinasi bahan-bahan ini dalam CCL memainkan peran penting dalam produksi PCB, berkontribusi pada kinerja listrik, manajemen termal, dan keandalan keseluruhan dari sirkuit elektronik.

[1][2][3][4]

CCL dalam Industri PCB dan AI

Copper Clad Laminate (CCL) adalah substrat utama dari Papan Sirkuit Cetak (PCB) yang membentuk kerangka papan sirkuit, memungkinkan konektivitas untuk komponen elektronik. Sebagai jembatan penting untuk komunikasi listrik, CCL memfasilitasi interaksi rumit dari sirkuit pada PCB. PCB ini berfungsi sebagai platform yang menghubungkan sirkuit elektronik kompleks dan komponen, yang sangat penting dalam perangkat keras AI seperti Tensor Processing Units (TPUs) milik Google dan GPU milik NVIDIA. Aplikasi PCB meluas ke bidang yang didorong AI seperti pembelajaran mesin, pembelajaran mendalam, kamera pintar, perangkat pengenalan suara, kendaraan otonom, teknologi rumah pintar, dan Internet of Things (IoT). Singkatnya, peran CCL dalam fabrikasi PCB mendukung fungsionalitas jaringan elektronik yang canggih, memainkan peran penting dalam kemajuan teknologi AI dan integrasi perangkat pintar.

Mengenal Lebih Dalam tentang Industri Foil Tembaga

Jenis-jenis Copper Clad Laminate (CCL)

Copper Clad Laminate (CCL) merupakan material dasar dalam pembuatan Papan Sirkuit Cetak (PCB) yang sangat penting untuk menciptakan papan sirkuit yang berkinerja tinggi dan andal. Jenis-jenis CCL yang utama meliputi Rigid CCL, seperti FR-4 dan CEM-1, yang dikenal karena sifat listrik dan kekuatan mekaniknya, serta Flex CCL yang menawarkan fleksibilitas untuk berbagai aplikasi. Varietas CCL didasarkan pada faktor-faktor seperti bahan isolasi, bahan penguat, dan karakteristik kinerja. Foil tembaga dalam CCL, yang merupakan unsur penting untuk konduktivitas listrik, tersedia dalam bentuk seperti Foil Tembaga Elektrodeposisi dan Foil Tembaga Rolled, serta jenis khusus seperti Foil Tembaga Perekat, Tahan Korosi, Pelindung EMI, Thin Film, Fleksibel, dan Tahan Api. Beragam jenis foil tembaga ini memenuhi berbagai kebutuhan PCB, mempengaruhi faktor-faktor seperti konduktivitas termal, fleksibilitas, dan ketahanan terhadap lingkungan.

[5]

ED（Elektrodeposisi Tembaga）

| ED（Elektrodeposisi Tembaga）

Foil tembaga elektrodeposisi, yang dikenal karena konduktivitas tinggi, kemurnian, ketebalan seragam, dan permukaan halusnya, sangat penting dalam elektronik canggih, terutama dalam pembuatan PCB (Papan Sirkuit Cetak) dan koneksi internal dalam perangkat elektronik. Foil ini diproduksi melalui proses deposisi elektrolitik yang melibatkan beberapa langkah kunci:

| ED（Elektrodeposisi Tembaga

Deposisi Tembaga Elektrolitik: Sebuah substrat, baik kain serat kaca atau kertas selulosa, digantung dalam bak elektrolitik yang diisi dengan larutan tembaga sulfat. Ketika listrik diterapkan, ion tembaga direduksi dan didepositkan pada katoda, membentuk lapisan tembaga yang seragam.

Proses Pengelupasan: Foil tembaga yang didepositkan kemudian dipisahkan dari substrat.

Memperkuat Pelapisan: Di sini, drum titanium yang terhubung ke sumber tegangan DC digunakan. Drum berputar perlahan, dan ion tembaga dari larutan elektrolitik didepositkan di permukaannya, menciptakan lapisan tembaga yang diperkuat.

Pengikisan: Metode kimia atau mekanik digunakan untuk mengikis pola sirkuit yang diinginkan pada permukaan foil tembaga.

Pemotongan: Akhirnya, foil tembaga besar dipotong menjadi ukuran yang diperlukan dan digulung untuk memudahkan transportasi dan penggunaan di masa depan.

[6][7][8][9][10]

RA（ Rolled & Annealed copper）

| RA（ Rolled & Annealed copper）

Foil tembaga Rolled & Annealed (RA) menawarkan fleksibilitas, perpanjangan, dan ketahanan korosi suhu tinggi yang lebih baik dibandingkan foil tembaga elektrolitik, menjadikannya ideal untuk aplikasi elektronik fleksibel seperti Papan Sirkuit Cetak Fleksibel (FPC) dan komponen elektronik yang dapat ditekuk lainnya. Proses pembuatan foil tembaga RA melibatkan penggilingan ingot tembaga melalui mesin penggilingan, secara bertahap mengurangi ketebalannya menjadi lembaran foil tembaga.

| RA（ Rolled & Annealed copper）

Pemanasan Billet: Billet tembaga berkualitas tinggi, yang dapat berupa ingot, batang, pelat, atau lembaran, dipanaskan terlebih dahulu hingga suhu yang sesuai untuk penggilingan.

Penggilingan Primer: Billet tembaga yang dipanaskan kemudian mengalami penggilingan primer melalui mesin seperti pabrik penggilingan, yang membentuk dan mengurangi ketebalan tembaga pada tahap awal.

Intermediate Hot Rolling: Foil tembaga melewati mesin penggilingan sambil mempertahankan suhu tertentu, memperpanjang material, mengurangi ketebalan, dan meningkatkan keseragaman.

Cold Rolling: Proses ini lebih lanjut mengurangi ketebalan foil tembaga, menghasilkan struktur butir yang lebih halus dan seragam, serta meningkatkan sifat mekanik foil.

Quenching: Setelah penggilingan dingin, foil tembaga dapat dikenakan proses quenching untuk meningkatkan kekerasan dan kekuatan. Proses ini melibatkan pemanasan foil hingga suhu tertentu, kemudian mendinginkannya dengan cepat, yang menstabilkan strukturnya dan meningkatkan kekerasan serta kekuatan.

Penggilingan Akhir: Setelah proses quenching, foil tembaga menjalani penggilingan akhir untuk mencapai ketebalan yang diinginkan. Langkah ini memerlukan peralatan presisi tinggi untuk memastikan ketebalan dan kehalusan permukaan yang sesuai.

[11]

Penggunaan Flow Meters dan Nozzle dalam Industri Foil Tembaga

Nozzle Application: Water Rinse Process

| Proses pembilasan CCL

Dalam pembuatan foil tembaga, langkah pencucian dengan air sering diperlukan untuk menghilangkan aditif kimia, residu, atau substansi tidak diinginkan lainnya yang mungkin tersisa di permukaan foil tembaga. Nozel digunakan untuk menyemprotkan air bersih atau agen pencuci secara merata. Proses pembuatan foil tembaga yang berbeda mungkin memerlukan tekanan pencucian yang bervariasi, dan kemampuan regulasi tekanan nozel dapat memenuhi kebutuhan pembersihan tertentu. Dalam beberapa kasus, perlindungan permukaan foil tembaga mungkin diperlukan selama proses pencucian untuk mencegah kerusakan atau oksidasi yang tidak diinginkan. Nozel dapat digunakan untuk menerapkan pelindung permukaan, memastikan integritas foil tembaga selama pencucian.

| Peralatan Pencucian Air dengan Semprotan Air Bertekanan Rendah

Kasus: Produsen Foil Tembaga Elektrolitik Terkemuka Jepang untuk PCB

Situasi: Perusahaan ini menghadapi tantangan dengan peralatan impor dan nozel Jepang asli yang digunakan dalam proses pencucian air. Selain ketidaknyamanan dalam membeli nozel pengganti secara reguler dari Jepang, pabrik beroperasi pada tekanan di bawah 0,8 kgf/cm², dengan laju aliran hanya sekitar 0,2 LPM. Nozel konvensional di pasar kesulitan mempertahankan pola semprotan berbentuk kipas dan mengalami distribusi yang tidak merata dalam kondisi tekanan dan aliran rendah tersebut. Akibatnya, perusahaan mencari solusi nozel alternatif.

Solution: LORRIC Single-piece Fan Nozzle (NH 01-100)
Untuk kasus ini, LORRIC merekomendasikan nozel kipas NH 01-100 kepada klien. Nozel ini menunjukkan kemampuan untuk mempertahankan semprotan yang uniform dengan sudut hingga 100 derajat pada lingkungan bertekanan rendah 0,8 kgf/cm² dan laju aliran 0,2 LPM. Hal ini memastikan kinerja pembersihan yang efisien sambil mencegah kerusakan pada permukaan foil tembaga. Setelah pengujian, perusahaan memverifikasi bahwa produk LORRIC memenuhi persyaratan mesin dan sepenuhnya mengganti nozel pencucian air dalam peralatannya dengan produk kami.

Aplikasi Flow Meter - Pengukuran Larutan Tembaga Sulfat

Dalam proses produksi foil tembaga yang dilapisi, konsentrasi larutan tembaga sulfat sangat memengaruhi kualitas foil tembaga yang dihasilkan. Oleh karena itu, operator perlu memantau penggunaan larutan tembaga sulfat untuk mengontrol konsentrasinya dan menjaga kualitas foil tembaga. Selain itu, air digunakan untuk pembersihan permukaan setelah produksi foil tembaga dan selama proses perlakuan permukaan selanjutnya. Flow meter dapat memantau konsumsi air dalam proses pencucian, mengoptimalkan efisiensi prosedur pencucian.

| Pabrik Petrokimia Taiwan Memproduksi Foil Tembaga Elektrolitik

Kasus: Perusahaan Petrokimia Terbesar Taiwan

Situasi: Peralatan foil tembaga yang dilapisi perusahaan ini memerlukan flow meter untuk mengukur penggunaan larutan tembaga sulfat dan memantau konsentrasi larutan untuk mengontrol kualitas foil yang dihasilkan. Sebelumnya, flow meter berbasis area tradisional digunakan dalam peralatan mereka. Meskipun flow meter ini sederhana dan hemat biaya, alat ini mengharuskan personel untuk mengamati posisi bola terapung untuk menginterpretasikan laju aliran, sehingga tidak memiliki kemampuan pemantauan waktu nyata. Dengan munculnya konsep pabrik pintar, perusahaan berencana mengganti flow meter pada peralatannya dengan flow meter digital yang dapat diintegrasikan dengan sistem kontrol pusat untuk pemantauan peralatan yang terkomputerisasi.

Solusi: Flow Meter Ultrasonik Clamp-On LORRIC (FU-ES EchoSense)
Untuk memenuhi kebutuhan pelanggan, LORRIC merekomendasikan Flow Meter Ultrasonik Clamp-On FU-ES EchoSense. Flow meter ultrasonik EchoSense dirancang untuk pipa diameter kecil. Instalasinya berbeda dari flow meter ultrasonik tradisional karena menggabungkan probe dan unit utama dalam satu desain terintegrasi, menggunakan desain penguncian cepat yang dipatenkan yang memungkinkan pemasangan dalam 90 detik, secara signifikan mengurangi kompleksitas instalasi. Selain itu, flow meter ultrasonik EchoSense memiliki fungsi pengaturan cepat, yang secara otomatis mendeteksi material pipa, ketebalan dinding, kecepatan suara cairan, dan faktor lingkungan lainnya. Pengguna dapat menyelesaikan pengaturan lingkungan hanya dengan satu kali tekan tombol. Dalam hal komunikasi, flow meter ultrasonik EchoSense menawarkan tiga opsi keluaran komunikasi (keluaran analog 4-20mA, sinyal kontrol Modbus RTU RS485, dan sinyal saklar optocoupler - sinyal pulsa), memungkinkan alat ini beradaptasi dengan format komunikasi peralatan kontrol pusat dalam pabrik, menyediakan solusi komunikasi yang komprehensif.