[发明专利]减小PCB背板信号传输差损的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减小PCB背板信号传输差损的方法。

背景技术

随着现代电子技术的高速发展，PCB背板的数据传输速率越来越高，已经达到了10Gbit/s以上，高速率的信号传输对PCB背板的要求越来越高，特别是PCB背板的可靠度直接影响着信号的传输速率。PCB背板的电信号传输性能与电介质及铜箔的传输损耗有关，损耗越小，背板的电信号传输性能越强。

图1为现有PCB背板的部分制造工艺流程图。如图所示，传统的PCB背板是在内层芯板层压之前，对已完成图形制作的内层铜箔进行表面棕化处理，即通过增加铜箔表面的粗糙度来提高铜箔和半固化片之间的粘合力，但这样的加工方法直接导致高频信号传输差损的增加。

高频信号损耗产生的另一个主要原因是导线损耗。导线本身具有一定的电阻，在直流情况下，电流均匀分布在导线截面，而在交流情况下，电流是趋于导线外表面，这种现象称为趋肤效应。微带线电流趋于分布在靠近参考层的一侧。

图2为FR-4介电材料在不同粗糙度RMS(单位：μm)下，衰减因数与频率变动的变化关系示意图，如图所示，RMS值较小时，对于1GHz以下信号衰减是微不足道的，RMS较大时，衰减于数百MHz的低频开始，而对于高频信号，微米级的粗糙度数值都会导致高频信号的衰减。图3为粗糙度RMS值为0.8μm时，铜箔的差损关系图，可见，由粗糙度带来的差损还是较大的。

发明内容

鉴于上述原因，本发明的目的在于提供一种减小PCB背板信号传输差损的方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种减小PCB背板信号传输差损的方法：在PCB背板内层铜箔图形制作完成后，对铜箔表面电镀一层具有低电阻属性的金属，然后再进行内层芯板层压处理。

所述低电阻属性的金属为金。

所述铜箔表面电镀的金属层厚度为最小0.05μm。

本发明的优点在于：由于本发明在PCB背板内层铜箔图形制作完成后，对铜箔表面电镀了一层具有低电阻属性的金属，而不进行铜箔的棕化处理，避免了由于内层铜箔棕化处理后高速信号传输距离增大的弊端，减少了信号传输差损，提高了信号传输质量。

附图说明

图1为现有PCB背板的部分制造工艺流程图；

图2为FR-4介电材料在不同粗糙度下，衰减因数与频率变动的变化关系示意图；

图3为粗糙度为0.8μm时，铜箔的差损关系图；

图4为本发明的PCB背板的部分制造工艺的流程图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明进行进一步详细的描述。

图1为现有PCB背板的部分制造工艺流程图。如图，内层铜箔图形制作完成后就对铜箔表面进行棕化处理以增加铜箔表面的粗糙度，之后再进行内层芯板层压处理。经分析，对于高频信号，铜箔层表面的粗糙度对信号传输造成了额外的损耗。为了减小PCB背板对信号传输的差损，如图4所示，本发明在PCB背板内层铜箔图形制作完成后，对铜箔表面电镀一层具有低电阻属性的金属，然后再进行内层芯板层压处理，即把铜箔表面棕化处理步骤替换为了在铜箔表面电镀一层低电阻金属，而制作PCB背板的其它工艺流程与现有技术相同。金属层厚度为最小0.05μm。

PCB普遍采用铜箔作为导线材料，铜箔的导电率是5.8×10⁷S/m，相对导磁率是1，在5GHz(10Gbps)频点处的趋肤深度是0.93μm；金的导电率是6.0X10⁷S/m，相对导磁率是1，在5GHz(10Gbps)频点处的趋肤深度是1.08μm。可见，PCB表面处理采用镀金处理可以在一定程度上减小高频信号的趋肤效应。

由于金的金属特性能够降低信号传输的介质电阻，所以，在本发明的具体实施例中，优选具有低电阻属性的金。当然，也可以选择其他低电阻属性的金属，比如：银。

需要注意的是，本发明仅针对背板进行镀低电阻金属处理，由于内层金属没有进行棕化处理，因而降低了金属与半固化片之间的粘合度，会导致背板在回流焊的情况下出现分层的问题，但是在大多数情况下，背板上的连接器只有压接而很少需要焊接，因此不存在板基受热导致PCB板分层问题，因而对半固化片和金属铜箔之间粘合度的要求不高。

另外，从成本的角度讲，虽然镀金工艺的成本有所提升，但对于一些高附加值产品来说，能够提升产品稳定性的意义远大于成本因素的考虑，而且与其它更加昂贵的材料相比还略占优势。