高速PCB材料介绍与应用之铜箔

PCB在高速互连系统组成中占比非常高，PCB性能的好坏直接决定了整个高速系统的性能。同样PCB板材的性能也决定了PCB的高速性能。

大家平时接触最多的PCB板材为FR4，FR4并不是具体指某一个型号的板材，而是一种类型材料的统称。FR4价格低，可靠性好，所以在电子类产品中应用非常广泛。但是随着信号速率不断的提升，FR4高速性能的瓶颈凸显，高速性能更好的板材需求则日益增加。PCB板材的主要组成部分有铜箔，树脂以及玻璃纤维布这块。下面只介绍铜箔在PCB中的应用。

一、铜箔

覆铜板即芯板来料时上下表层有完整的铜箔，工厂将铜箔按照设计文件蚀刻后即为PCB的走线，所以铜箔的高速性能和PCB走线的性能密切相关。铜箔的选择主要有以下两个方面

1、铜箔的粗糙度类型，对信号损耗有直接的影响

2、铜箔的厚度，对PCB的层叠结构设计有影响

铜箔按照不同的粗糙度程度主要划分为STD铜箔，VLP铜箔和HVLP铜箔等。

除了不同铜箔类型的粗糙度值不一样外，同一块铜箔的两面粗糙度也不太一样，我们一般将覆铜板上铜箔和树脂接触的一面称为“毛面”，另外一面称为“光面”，VLP铜箔的毛面要比光面的粗糙度大，这是因为粗糙些的毛面可以和树脂充分接触以保证铜箔的剥离强度。

RTF铜箔则是个特例，RTF铜箔为反转铜箔，顾名思义它是将铜箔翻了个面，所以它的毛面要比光面的粗糙度小。

上述只是板材来料时的铜箔粗糙度，由于PCB在加工时某些工序需要对铜箔进行粗化处理，比如棕化时需要增加铜箔光面的粗糙度以保证压合时铜箔光面和半固化片的黏合强度，如果是VLP或者HVLP铜箔的话则会将本来低粗糙度的表面变得粗糙，使得损耗增大。

为了保持VLP/HVLP铜箔表面的低粗糙度,在压合前可以使用低粗糙度药水来改善这种情况，比如美格(MEC)的FlatBOND工艺以及安美特(ATOTECH)的SecureHFz工艺。

很多仿真软件提供铜箔粗糙度的数学模型，业界常用的有锯齿模型，雪球模型这两种。由于实际铜箔粗糙度在PCB加工时会发生变化，而板材供应商提供的粗糙度参数只是基于来料的测试，直接使用会造成偏差。想要得到精确的仿真结果建议使用加工过程中测试得到的粗糙度参数。