颁布功夫：2021-02-01点击：5785
一、趋肤效应带来的问题
随着在通讯、云推算、云存储技术发展 ，以及更高的以太网、云服务器的发展 ，PCB将进一步向高速/高频方向发展 ，PCB信号传输机能也会在肯定水平上造约高速传输技术的发展。4G时期 ，PCB单通路信号传输速度已由10Gbps提升至25Gbps ，预计5G时期会进一步提升至50Gbps以上。
信号高速/高频化是信号传输越来越集中于导线“表层”（称为趋肤效应） ，当频率达1GHz时 ，其信号在导线表表的传输厚度仅为2.1μm ，若是导体表表粗糙度为3-5μm ，信号传输仅在粗糙度的厚度领域内进行 ；当信号传输频率提高到10GHz时 ，其信号在导体表表的传输厚度为0.7μm ，信号传输更是在粗糙度领域内进行。信号在粗糙度领域传输 ，传输信号的驻波、反射将越来越严重 ，并导致信号传输蹊径变长 ，损耗增长（成效见图1）。
由于趋肤效应的存在 ，高速PCB若是持续使用通例（STD）铜箔 ，其了局是：随信号传输频率增长 ，趋肤效应导致的信号“失真”愈发严重。因而 ，当前的高速资料上低粗糙度铜箔的利用越来越宽泛 ，像Mid Loss资料和Low Loss资料都选取回转（RTF）铜箔作为标配铜箔 ；Very Low Loss资料固然也是标配RTF铜箔 ，但客户设计多是选取超低概括（HVLP）铜箔 ；对于Ultra low loss资料 ，HVLP铜箔已成为标配。通过扫描电镜和金相显微镜可看出STD、RTF和HVLP铜箔（厚0.5oz）的表表描摹（见图2）。STD铜箔毛面粗糙度（Rz）约为5μm ，光面粗糙度3μm ；RTF铜箔毛面、光面粗糙度约3μm ；HVLP铜箔光面、毛面粗糙度均在2μm以内。据相识 ，铜箔供给商目前还在开颁发表粗糙度在1μm以下的NP铜箔 ，由于靠得住性问题尚未解决 ，现实产品尚未利用
PCB中传输线损耗重要蕴含介质损耗和导体损耗两个部门。对应通例FR4资料 ，1GHz是介质损耗和导体损耗的分水岭（见图3） ，1GHz以下时导体损耗占重要 ；频率超过1GHz后 ，介质损耗占重要。
然而 ，对应Very Low Loss资料 ，介质损耗已不是重要损耗 ，10GHz频率下导体损耗约占传输线整体损耗的60%。图4是基于联茂IT-968资料仿照推算出的微带线、带状线导体损耗（导损）和介质损耗（介损）情况。由图能够看出 ，带状线理论推算的损耗与实测损耗根基一致 ；不论是微带线还是带状线 ，介质损耗都远幼于导体损耗。
从Mid Loss到Ultra Low Loss资料 ，导体损耗所占的比重逐步增长。高速资料选取分歧类型铜箔后 ，测得的损耗也存在显著差距。图5是IT-968资料选取STD、RTF和HVLP铜箔时 ，造作的带状线信号损耗测试了局。
二、低粗糙度铜箔加工
HVLP铜箔表表虽比力光滑 ，但现有PCB工艺会导致铜箔表表粗糙度增长 ，影响HVLP铜箔成效。按内层线路造作工艺 ，内层必要经过干膜前处置和棕化流程 ，经过这两个流程处置后 ，HVLP铜箔表表粗糙度Rz会由原来的1.5μm增长至3μm左右。为解决该问题 ，市面上也有对应低粗糙度工艺推出 ，相比传统棕化药水 ，该工艺不会对HVLP铜箔表表进行微蚀 ，而是在对铜箔表表进行洗濯后 ，沉上一层锡 ，并用硅氧烷对表表进行建饰 ，硅氧烷在与PP压应时 ，能够起到桥连作用 ，可在肯定水平上增长铜箔与PP的结合力（低粗糙度工艺道理见图6）
选取该工艺与传统棕化工艺后 ，HVLP铜箔表表粗糙度对比见表1。由图看出 ，现有干膜前处置及棕化工艺城市在肯定水平上使铜箔表表粗糙度增长 ；选取低粗糙度工艺后 ，铜箔表表粗糙杜纂原来料铜箔根基一致。
表1 选取传统棕化和低粗糙度工艺后铜箔表表粗糙度变动对比
图7是Very Low Loss资料建设HVLP铜箔时 ，选取低粗糙度工艺后损耗改善情况。测试了局批注 ，选取低粗糙度工艺后 ，信号损耗能够降低0.03-0.05dB/Inch（12.5GHz）？凸劾此 ，这改善幅度对Very Low Loss资料来说改善幅度并不显著 ，而结合改善的成效和成本投入来看 ，该工艺性价比还不能令人中意 ，所以该工艺尚未得到宽泛利用。同时对于HVLP铜来说 ，由于其自身还是拥有肯定粗糙度 ，这导致该工艺也只能达到这样成效。对于将来Ultra Low Loss资料来说 ，该改善幅度可能会更有意思 ，另表当NP铜箔正式推出商用后 ，该工艺相信也会阐扬更好的成效。
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