PCB材料行业投入了大量时间研发能够提供尽可能低信号损耗的材料。对于高速和高频设计而言，损耗会限制信号传播距离并导致信号失真，还会造成阻抗偏差，这可以通过时域反射计（TDR）测量观察到。在设计任何印刷电路板和开发高频电路时，我们可能会倾向于在所有设计中使用尽可能光滑的铜层。

铜箔表面粗糙度确实会造成额外的阻抗偏差和损耗，但铜箔究竟需要多光滑呢？有没有什么简单的方法可以在不为每个设计都选择超光滑铜箔的情况下降低损耗？本文将探讨这些问题，以及在选购PCB叠层材料时需要注意的事项。

类型PCB铜箔

通常我们讨论PCB材料上的铜时，不会具体讨论铜的类型，而只关注其粗糙度。不同的铜沉积方法会产生粗糙度不同的薄膜，这在扫描电子显微镜（SEM）图像中可以清晰地分辨出来。如果您需要在高频（通常指5GHz或以上的WiFi频段）或高速下运行，则务必注意材料数据手册中指定的铜类型。

此外，务必了解数据手册中Dk值的含义。观看罗杰斯公司John Coonrod的播客讨论，了解更多关于Dk规格的信息。接下来，我们来看看几种不同类型的PCB铜箔。

电沉积

在这个过程中，滚筒在电解液中旋转，利用电沉积反应将铜箔“生长”到滚筒上。随着滚筒旋转，生成的铜膜缓慢地卷绕到辊筒上，形成连续的铜片，随后可将其卷绕到层压板上。铜片的滚筒侧表面粗糙度与滚筒表面基本一致，而裸露的一面则会粗糙得多。

电沉积PCB铜箔

电沉积铜生产。
为了用于标准的PCB制造工艺，铜的粗糙面首先要与玻璃树脂介质粘合。剩余的裸露铜面（鼓面）需要经过化学处理（例如等离子蚀刻）使其表面粗糙化，才能用于标准的覆铜层压工艺。这样可以确保它能够与PCB叠层中的下一层粘合。

表面处理电沉积铜

我不知道哪个术语最能概括所有不同类型的表面处理。铜箔因此有了上面的标题。这些铜材料最常见的是反向处理的铜箔，不过还有其他两种变体（见下文）。

反向处理铜箔采用一种表面处理工艺，该工艺应用于电沉积铜箔的光滑面（鼓面）。处理层是一层薄薄的涂层，其作用是人为地增加铜表面的粗糙度，从而提高其与介电材料的粘合力。这些处理还能起到氧化屏障的作用，防止腐蚀。当这种铜箔用于制造层压板时，处理过的一面与介电材料粘合，而粗糙的一面则保持裸露。裸露的一面在蚀刻前无需进行任何额外的粗糙化处理；它本身就具有足够的强度，可以与PCB叠层中的下一层粘合。

反向处理铜箔的三种变体包括：

高温延伸率（HTE）铜箔：这是一种符合IPC-4562 3级规范的电镀铜箔。其裸露表面经过氧化层处理，以防止储存过程中发生腐蚀。
双面处理铜箔：这种铜箔的两面都经过处理。这种材料有时也被称为滚筒面处理铜箔。
电阻铜：这种铜箔通常不被归类为表面处理铜。它是在铜的哑光面上涂覆一层金属涂层，然后再将表面粗糙化至所需的程度。
在这些铜材料上进行表面处理应用非常简单：将铜箔滚过额外的电解液浴，进行二次镀铜，然后进行阻挡籽晶层处理，最后进行防锈膜层处理。

PCB铜箔

铜箔表面处理工艺。[来源：Pytel, Steven G. 等。“铜处理及其对信号传播的影响分析。”载于 2008 年第 58 届电子元件与技术会议论文集，第 1144-1149 页。IEEE，2008 年。]
通过这些工艺，您可以获得一种材料，只需极少的额外加工即可轻松用于标准电路板制造工艺。

轧制退火铜

轧制退火铜箔是将一卷铜箔通过一对轧辊，冷轧至所需厚度。所得铜箔的粗糙度取决于轧制参数（速度、压力等）。

所得铜片表面非常光滑，而轧制退火铜片的表面则可见条纹。下图对比了电沉积铜箔和轧制退火铜箔。

PCB铜箔对比

电沉积箔与轧制退火箔的比较。
低矮铜
这种铜箔未必能用其他工艺制造。低剖面铜箔是电沉积铜，经过微粗糙化处理，使其平均粗糙度极低，同时又具有足够的粗糙度以保证与基材的附着力。制造这些铜箔的工艺通常是专有的。这些铜箔通常分为超低剖面 (ULP)、极低剖面 (VLP) 和低剖面 (LP，平均粗糙度约为 1 微米)。

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