高速先生成員--黃剛

說起影響高速信號損耗的因素，大家絕對首先想到板材的性能，也就是我們簡稱的板材DF值，它會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時有空隙沒填到，導(dǎo)致銅箔和膠水沒完全粘合好，這樣就會增加分層爆板的風(fēng)險，另外在焊接器件時也容易出現(xiàn)焊盤脫落等報廢問題。

矛盾的是，粗糙度越小的銅箔，例如上面的比較好的HVLP銅箔，在壓合時和膠水的粘合力就越差，壓合報廢的風(fēng)險就越大。所以板廠的同事們要怎么去減小風(fēng)險呢，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，但是信號性能又差了。那怎么辦呢？在高速信號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稱的棕化工藝了，就簡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，這個研究也挺有意義，那就搞吧。Chris找了個內(nèi)層的走線，像下面展示的，L6層走線設(shè)計一些損耗線，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)就是不同等級的棕化工藝對表面特光滑的HVLP4銅箔的傷害有多大。M9這個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，加工起來也相對比較難一點(diǎn)哈。

回板之后迫不及待的進(jìn)行測試，的確發(fā)現(xiàn)普通的棕化工藝和低損耗的棕化工藝對損耗的影響差異還是挺明顯了。在高頻的時候差距慢慢拉大，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很多。所以影響PCB信號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加工的因素動不動把你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