秘密背后的秘密-高速PCB的层叠确认时，工厂为何不写铜箔类型

一博高速先生成员：王辉东“三面青山一面湖，无尽烟波画舫浮。”说的是巢湖，到了合肥怎能不去巢湖看看呢。周末休息，大刚说我开车，小胡（丽华）说我也去。大刚说走就走，秒开车，不停留。我们驱车向东南方向出发。环湖公路风景秀丽，一路欢声笑语。正行之间，忽听电话铃声响起。小胡华丽丽的拿起手机。客户说他们线路板厂发过来个工程确认，其中有个高速PCB的层叠帮忙确认下。猛一看，感觉工厂的层叠设计合情合理，但是仔细一看，感觉少了点东西，小胡除了看到各层铜厚的数据，没有找到铜箔类型的信息。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-axegupay5k/a557dc620cf8447b882008e22da873d2~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=zxlgLz3zVaM76wgYbT%2BnozLuVmo%3D

这种看似合理的层叠确认背后，隐藏着什么秘密。小胡是东瞅瞅，西望望，怎么不见铜箔类型，找的好心慌。小胡说让客户再和工厂确认下，为什么不写铜箔类型。PCB设计时的明明有铜箔类型的要求。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/ca91b8e0cca34c25a624c624446b7138~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=7fOORwywHRwNg0N0bH5uZBMivkw%3D

PCB设计要求用松下M6G的材料，内层用HVLP铜箔。工程确认不写铜厚信息有哪些问题呢，这还要从铜箔类型说起。高速PCB的铜箔类型介绍：我们高速pcb层叠设计时，常用铜箔有如下几种，HTE RTF 和HVLP。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/bbb203a0a98c432a8f24bfd08f877bce~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=Wl8Lwd4g2OQXzVLaaLMLDcbq5HA%3D

松下M6G的材料手册上明确标示，有两种铜箔类型，你是否有注意到。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/fafe682666e04a90818fd7bb6034f19b~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=GLOeB0ShpI410OkelrNY1B4ugSY%3D

为此大师兄专门找了松下的华总确认过，松下和我们是战略合作。松下第一时间提供了不同铜箔类型的损耗对比资料。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/3ef57c5237d34338944c908bccb7806d~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=agQZ%2Bbx%2BN96yeIaBt9gYC1RQecQ%3D

由于信号在频率越来越高的情况下，电流在传输路径上会重新调整分布，沿着最小电阻的路径去传输。
当信号的频率较越来越高时，信号都会趋向于导体的表面传递。这样就会导致信号流过导体的相对有效面积变小，从电阻的角度来分析，这就会导致电阻增加，导致传递能量的损失。 电流大量聚集在导体的表面上，越往导体中心电流越小，这种现象称为“趋肤效应”。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/7c145d1bc98d45b5bfc5d480afdf9922~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=Ut0xMNXk0YGcBYCHulfi7Gsv5Vw%3D

如果导体表面粗糙度大于趋肤深度时，信号传输仅在粗糙度的厚度范围内进行，使传输信号的驻波、反射越来越严重，并导致信号传输路径变长，增加传输损耗。信号在导体表面粗糙度低于趋肤深度时，传输路径短，降低传输损耗因此，导体铜箔粗糙度越低，制作出的PCB产品插入损耗（传输损耗）越低。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/ec6c08a89be1405ebe84ffd1a68d86ef~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=sNbDDvSjGod4nyX1wmZH2Y0rVk0%3D

当信号沿着传输线传播时，会发生了严重的趋肤效应和电离损耗。下图是两种铜箔类型和插损的对比。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/3ed88a2079244ae486d78b754863122b~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=lYFjRiMoSOVNXjXpG6mGWkg5RGk%3D

高速先生Chris曾经做过一个很有意思的测试，在同一个叠层且线宽等条件都不变的情况下，实测出了RTF 铜箔和 HVLP铜箔之间的差异。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/7f15f372e1fb4318b617a2fbe6ba9acc~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=GJuwAwmq8JRG6mDT7arwPaszKSg%3D

由于趋肤效应的存在，高速PCB如果继续使用常规铜箔，其结果是：随信号传输频率增加，趋肤效应导致的信号“失真”愈发严重。因此，当前的高速材料上低粗糙度铜箔的应用越来越广泛。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/c23d016891e24b95a1a1e493eb192126~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=mRtFFDBufRoKDwdGGVVbgPq0COg%3D

频率越高、波长越短，信号在导体间行进，将只集中在导体的表面。表面粗糙度越平坦对信号传输越有利。PCB层间的附着力强度，受导体表面粗糙度影响。但是导体表面粗糙度越高，树脂与导体接触面积越大，附着力随之增加，这就是生产与设计的矛盾。关于不同粗糙度铜箔对高速PCB信号的影响，小胡那是体会最深。她说走巢湖环湖公路6公里，一路平坦道路开阔，开车那是刷刷而过，到了湖边也是6公里，一路坑坑洼洼，那速度就是龟速，路程一样，用时差很多，到达时间也差了很多，一目了然。后来客户电话打了过来，告诉小胡，工厂说不写铜箔类型，他们在生产时是多一种选择。小胡一时凝噎丽华喝了一口酒，满眼泪痕和温柔，老王说喝完这一杯，我们去河边走一走。细节经不起推敲，高速PCB的铜箔类型还请PCB工厂大方的展示出来，不要藏着掖着。建议按下面的层叠设计来确认工程。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/a74d4f075a1f4769bc940988c0839192~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=W04WaammmzqSDyaXNCeK%2F%2Fkar%2Bg%3D

所以有的工厂说这是多一种考虑，这样做真的好吗，你能接受吗。振河塔，高耸入云，说着这世间的正道和阳刚。https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-6w9my0ksvp/8aa2d376b135433a8c10e7fe93551603~noop.image?_iz=58558&from=article.pc_detail&lk3s=953192f4&x-expires=1719220001&x-signature=m%2B%2FnLqOo2%2FFGbn5Xk%2FzfYXKWzcs%3D

另外说了这么多，忘记告诉大家一件事，RTF和HVLP铜箔在高速PCB层叠设计上，不但损耗有差异，价格上也有很大的不同，哪个更贵，朋友你知道吗。如果你还不清楚，那么好机会来了，这周五在合肥有一场高速PCB的技术研讨会，我们一起来聊聊这方面事。