[發明專利]減小PCB背板信號傳輸差損的方法

無效

• 申請號: 201110459822.2
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN103188876A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 蘇然
• 申請（專利權）人: 北京大唐高鴻軟件技術有限公司
• 主分類號: H05K3/00
• 分類號: H05K3/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 趙郁軍

技術領域

本發明涉及一種減小PCB背板信號傳輸差損的方法。

背景技術

隨著現代電子技術的高速發展，PCB背板的數據傳輸速率越來越高，已經達到了10Gbit/s以上，高速率的信號傳輸對PCB背板的要求越來越高，特別是PCB背板的可靠度直接影響著信號的傳輸速率。PCB背板的電信號傳輸性能與電介質及銅箔的傳輸損耗有關，損耗越小，背板的電信號傳輸性能越強。

圖1為現有PCB背板的部分制造工藝流程圖。如圖所示，傳統的PCB背板是在內層芯板層壓之前，對已完成圖形制作的內層銅箔進行表面棕化處理，即通過增加銅箔表面的粗糙度來提高銅箔和半固化片之間的粘合力，但這樣的加工方法直接導致高頻信號傳輸差損的增加。

高頻信號損耗產生的另一個主要原因是導線損耗。導線本身具有一定的電阻，在直流情況下，電流均勻分布在導線截面，而在交流情況下，電流是趨于導線外表面，這種現象稱為趨膚效應。微帶線電流趨于分布在靠近參考層的一側。

圖2為FR-4介電材料在不同粗糙度RMS(單位：μm)下，衰減因數與頻率變動的變化關系示意圖，如圖所示，RMS值較小時，對于1GHz以下信號衰減是微不足道的，RMS較大時，衰減于數百MHz的低頻開始，而對于高頻信號，微米級的粗糙度數值都會導致高頻信號的衰減。圖3為粗糙度RMS值為0.8μm時，銅箔的差損關系圖，可見，由粗糙度帶來的差損還是較大的。

發明內容

鑒于上述原因，本發明的目的在于提供一種減小PCB背板信號傳輸差損的方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種減小PCB背板信號傳輸差損的方法：在PCB背板內層銅箔圖形制作完成后，對銅箔表面電鍍一層具有低電阻屬性的金屬，然后再進行內層芯板層壓處理。

所述低電阻屬性的金屬為金。

所述銅箔表面電鍍的金屬層厚度為最小0.05μm。

本發明的優點在于：由于本發明在PCB背板內層銅箔圖形制作完成后，對銅箔表面電鍍了一層具有低電阻屬性的金屬，而不進行銅箔的棕化處理，避免了由于內層銅箔棕化處理后高速信號傳輸距離增大的弊端，減少了信號傳輸差損，提高了信號傳輸質量。

附圖說明

圖1為現有PCB背板的部分制造工藝流程圖；

圖2為FR-4介電材料在不同粗糙度下，衰減因數與頻率變動的變化關系示意圖；

圖3為粗糙度為0.8μm時，銅箔的差損關系圖；

圖4為本發明的PCB背板的部分制造工藝的流程圖。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發明進行進一步詳細的描述。

圖1為現有PCB背板的部分制造工藝流程圖。如圖，內層銅箔圖形制作完成后就對銅箔表面進行棕化處理以增加銅箔表面的粗糙度，之后再進行內層芯板層壓處理。經分析，對于高頻信號，銅箔層表面的粗糙度對信號傳輸造成了額外的損耗。為了減小PCB背板對信號傳輸的差損，如圖4所示，本發明在PCB背板內層銅箔圖形制作完成后，對銅箔表面電鍍一層具有低電阻屬性的金屬，然后再進行內層芯板層壓處理，即把銅箔表面棕化處理步驟替換為了在銅箔表面電鍍一層低電阻金屬，而制作PCB背板的其它工藝流程與現有技術相同。金屬層厚度為最小0.05μm。

PCB普遍采用銅箔作為導線材料，銅箔的導電率是5.8×10⁷S/m，相對導磁率是1，在5GHz(10Gbps)頻點處的趨膚深度是0.93μm；金的導電率是6.0X10⁷S/m，相對導磁率是1，在5GHz(10Gbps)頻點處的趨膚深度是1.08μm。可見，PCB表面處理采用鍍金處理可以在一定程度上減小高頻信號的趨膚效應。

由于金的金屬特性能夠降低信號傳輸的介質電阻，所以，在本發明的具體實施例中，優選具有低電阻屬性的金。當然，也可以選擇其他低電阻屬性的金屬，比如：銀。

需要注意的是，本發明僅針對背板進行鍍低電阻金屬處理，由于內層金屬沒有進行棕化處理，因而降低了金屬與半固化片之間的粘合度，會導致背板在回流焊的情況下出現分層的問題，但是在大多數情況下，背板上的連接器只有壓接而很少需要焊接，因此不存在板基受熱導致PCB板分層問題，因而對半固化片和金屬銅箔之間粘合度的要求不高。

另外，從成本的角度講，雖然鍍金工藝的成本有所提升，但對于一些高附加值產品來說，能夠提升產品穩定性的意義遠大于成本因素的考慮，而且與其它更加昂貴的材料相比還略占優勢。