高速先生成員--黃剛

說起影響高速信號(hào)損耗的因素，大家絕對(duì)首先想到板材的性能，也就是我們簡(jiǎn)稱的板材DF值，它會(huì)直接影響我們的介質(zhì)損耗，然后就是PCB走線的線寬，因?yàn)閷?dǎo)體損耗就有它的貢獻(xiàn)。當(dāng)然除了線寬本身影響導(dǎo)體損耗之外，剩下的一部分影響因素就是銅箔的粗糙度了。嗯，銅箔粗糙度，今天的文章主要圍繞著它了。當(dāng)然，大伙當(dāng)然知道粗糙度越大的銅箔類型，損耗就越大了。比如下圖的STD銅箔，RTF銅箔和HVLP銅箔這三者進(jìn)行對(duì)比的話，那肯定是HVLP銅箔的粗糙度最小，損耗最好啦！

沒毛病，肯定沒毛病，從信號(hào)性能的角度來說，HVLP銅箔肯定是最佳的選擇。但是如果同樣的問題去問PCB板廠的同事，從加工的角度來選擇，板廠更愿意加工STD銅箔哦。為啥呢，這就要從PCB加工流程中的壓合這一步開始說起了。

壓合，就是把每一層的core和pp片疊好之后，用高溫高壓的壓合機(jī)壓合成多層電路板。我們知道，在壓合的過程中，其實(shí)就是把pp片進(jìn)行高溫融化后，PP里面的膠水（樹脂）流動(dòng)去填滿銅箔的空隙，然后固化后就完成了壓合這一步了。在這一步中，板廠最怕的就是膠水流動(dòng)時(shí)有空隙沒填到，導(dǎo)致銅箔和膠水沒完全粘合好，這樣就會(huì)增加分層爆板的風(fēng)險(xiǎn)，另外在焊接器件時(shí)也容易出現(xiàn)焊盤脫落等報(bào)廢問題。

矛盾的是，粗糙度越小的銅箔，例如上面的比較好的HVLP銅箔，在壓合時(shí)和膠水的粘合力就越差，壓合報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)就越大。所以板廠的同事們要怎么去減小風(fēng)險(xiǎn)呢，那就終于要引出我們今天講的主題了---棕化。PCB 棕化核心目標(biāo)是提升內(nèi)層銅面與半固化片的結(jié)合力，保障層壓可靠性。那棕化這道PCB工藝到底做了啥呢？其實(shí)就做兩件事情，首先是給銅面鑿出密密麻麻的小坑小洞，也就是把光滑的銅面人為先變粗糙一點(diǎn)，然后在銅面上鍍一層粘性極強(qiáng)的化學(xué)膜，示意圖就是下面那樣了：

目的就是通過這兩道工序增加銅箔和膠水的粘合力，這樣就能有效增加壓合的成功率了！

所以就很矛盾啊，銅箔光滑信號(hào)損耗小，但是加工難。反過來銅箔粗糙加工是輕松了，但是信號(hào)性能又差了。那怎么辦呢？在高速信號(hào)還沒流行之前的傳統(tǒng)棕化工藝是不行了，板廠只能不斷去研究更好的棕化工藝，盡量在銅箔光滑不變粗糙的同時(shí)又保證壓合的可靠性。

說了半天，全在說概念，難道這篇文章沒一點(diǎn)干貨？nonono，這不是Chris的風(fēng)格，必須高低整一點(diǎn)！最近不是AI服務(wù)器，光模塊盛行嘛，速率都走到224G了。Chris剛好配合合作的板材廠商在我們自己的板廠投了一塊M9板材的測(cè)試板！嗯，大家沒聽過，是M9，就是M8的下一代更高速的板材！然后Chris做了一件可能很多人都不會(huì)去做的事情，那就是用我們公司的兩種性能不同的棕化工藝分別去加工，看看高速信號(hào)性能的差異！在這里就先不具體展開到底用了什么名字什么簡(jiǎn)稱的棕化工藝了，就簡(jiǎn)單稱為一種叫普通棕化工藝，一種叫低損耗棕化工藝吧。

其實(shí)做這個(gè)事情，Chris是頂著很大壓力的，畢竟M9的板材老貴老貴了，標(biāo)配的銅箔都去到了HVLP4了，也就是第四代的HVLP銅箔，還要玩普通工藝那么沒意義的事情？心里不斷想著，這個(gè)研究也挺有意義，那就搞吧。Chris找了個(gè)內(nèi)層的走線，像下面展示的，L6層走線設(shè)計(jì)一些損耗線，讓我們自己的板廠用兩種棕化工藝分別制板。

M9的銅箔肯定是好銅箔，Chris想看看的其實(shí)就是不同等級(jí)的棕化工藝對(duì)表面特光滑的HVLP4銅箔的傷害有多大。M9這個(gè)板子在我們板廠制板其實(shí)也沒多久，印象中就2-3周的樣子吧，因?yàn)檫€有很多特殊工藝，例如多階的HDI和背鉆等等，另外再補(bǔ)充一句，M9的PP片的成分構(gòu)成和之前的板材有挺大的不同，加工起來也相對(duì)比較難一點(diǎn)哈。

回板之后迫不及待的進(jìn)行測(cè)試，的確發(fā)現(xiàn)普通的棕化工藝和低損耗的棕化工藝對(duì)損耗的影響差異還是挺明顯了。在高頻的時(shí)候差距慢慢拉大，普通棕化比低損耗棕化損耗要增加15%以上，都差不多相當(dāng)于低了半代產(chǎn)品了！

所以嘛，哪怕是有好的板材和好的銅箔，加工能力不行一樣降級(jí)很多。所以影響PCB信號(hào)損耗的因素真的是有很多，除了大家想到的理論上的因素之外，很多看起來應(yīng)該沒啥影響的加工因素也影響很大，尤其是到了更好的板材之后，PCB加工的因素動(dòng)不動(dòng)把你M9性能變成M8，M8變M6了，這樣就真的得不償失了哈！

問題：銅箔表面粗糙度到底是怎么樣影響傳輸線損耗的？

審核編輯 黃宇