光華科技技術開發(fā)工程師杜工

隨著5G技術快速發(fā)展和大規(guī)模商用，電子電路行業(yè)再一次迎來黃金發(fā)展時期。5G具有高頻高速傳輸特性，對傳輸過程中信號完整性提出更嚴苛的要求。在PCB設計與產品檢測/可靠性的技術交流分會場，光華科技研究院杜工程師作為第一位技術演講嘉賓，分享他在銅表面輪廓有序調控及其在高頻高速PCB的應用的一些研究成果。

杜工演講現(xiàn)場

對于高速PCB，影響信號完整性因素主要包括介質損耗和導體損耗（設計除外）。介質損耗取決于材料本身介電常數（Dk）和介電損耗因子（Df），Dk和Df越低，介質損耗越小。導體損耗主要是由導體電阻造成，由于趨膚效應影響，頻率越高電流會越趨近于導體表面?zhèn)鬏敚沟迷从陔娮璧膿p耗增加。為了滿足高頻高速信號完整性要求，低粗糙度、高結合力和高可靠性正成為高頻高速板材壓合前處理技術的發(fā)展方向。

在傳統(tǒng)PCB制造工藝中，內層壓合前處理主要通過化學方法蝕刻銅面形成粗糙結構，增大銅面比表面積，提高銅面和樹脂之間結合力。為了滿足高速信號傳輸完整性要求，必須對銅表面形貌和粗糙度進行控制。

為此，光華科技研究團隊從棕化原理出發(fā)，優(yōu)化緩蝕劑結構，提升緩蝕劑對銅面保護作用，降低雙氧水對銅面咬蝕程度，成功開發(fā)出一系列不同微觀形貌和粗糙度等級的棕化液，實現(xiàn)了銅表面輪廓微觀形貌和粗糙度控制，采用不同高速板材制造印制電路，可以滿足不同應用場景可靠性和信號損耗要求。

銅面經過不同棕化液處理后的SEM和粗糙度對比（M7GE）

不同棕化液處理銅面后的插入損耗對比（M7GE）

薄鎳型化學鎳鈀金板可靠性測試

光華科技技術開發(fā)工程師黃工

 隨著信號傳輸的高頻化和高速數字化發(fā)展，PCB板中信號傳輸速度的完整性問題已引起了業(yè)界的重視。在各種PCB板的最終表面處理技術中，傳統(tǒng)的厚鎳型化學鎳鈀金工藝（鎳厚5-10μm）在保持信號完整性方面存在著缺陷，這是因為鎳的電阻率是銅的四倍，且鎳為磁性材料，會影響高速信號的傳輸，因此通過降低鎳層厚度來制得薄鎳型鎳鈀金制層成為今后PCB最終表面處理的一個可能研究方向。

在電鍍與涂覆技術交流分論壇，光華科技研究院黃工與現(xiàn)場專業(yè)聽眾，探討了鎳厚降低對鎳鈀金表面制程可靠性方面的影響。在研究中，黃工設計了不同鎳厚的化鎳鈀金板并分別進行了相關可靠性測試，包括鎳腐蝕、邦定拉力測試、焊點剪切力等測試，探究了薄鎳鈀金鍍層的各項可靠性性能。發(fā)現(xiàn)薄鎳鈀金鍍層在鎳腐蝕、焊點剪切力、錫擴散方面表現(xiàn)出了與傳統(tǒng)厚鎳鈀金接近的性能，但在邦定拉力和IMC層老化測試中，薄鎳鈀金鍍層與傳統(tǒng)的厚鎳鈀金鍍層相比還有所差距。

黃工演講現(xiàn)場

黃工指出，薄鎳鈀金鍍層在部分可靠性測試方面展現(xiàn)出了與傳統(tǒng)厚鎳鈀金接近的水平。考慮到PCB信號傳輸的高頻化和線路逐漸高度精密化的未來需求，使得薄鎳鈀金鍍層成為一種可能的PCB最終表面處理方法。雖然在邦定拉力和IMC層老化測試中，薄鎳鈀金鍍層與傳統(tǒng)的厚鎳鈀金鍍層相比還有差距，但相信在不久的未來經過PCB工程師們的系統(tǒng)性改善和性能的優(yōu)化，薄鎳鈀金工藝也有希望應用于PCB最終表面處理制程中。

不同鎳厚鎳鈀金鍍層表面和切片SEM圖

不同鎳厚鎳鈀金鍍層老化前后焊點剪切力對比

近年來，隨著國內PCB市場的需求愈加多樣，實現(xiàn)技術創(chuàng)新，加速國產替代，已成為當下國家與企業(yè)一同思考的重要議題。此次技術交流會，匯聚了全國行業(yè)的技術精英，內容豐富的演講與緊跟行業(yè)的討論，精彩紛呈，為PCB技術人員提供了良好的學習交流平臺，進一步拓展了技術創(chuàng)新思維，促進了技術與產業(yè)的融合，對提升行業(yè)整體技術水平具有重要意義。

現(xiàn)場聽眾從不同角度出發(fā)一同討論學習

創(chuàng)新，是光華科技的發(fā)展基石。技術研究和公司生產結合起來，以市場需求為導向，以技術創(chuàng)新賦能生產，最終為客戶創(chuàng)造價值，是光華科技的傳統(tǒng)。此次，光華科技以論文和演講的形式與業(yè)內的專家學者們一同分享討論了自己的科研成果，這也是光科技技術中心的特色工作。希望未來，通過類似CPCA國際技術論壇的方式，光華科技的研發(fā)工程師們，能為PCB信息行業(yè)帶來更多的技術研發(fā)成果和創(chuàng)新發(fā)展思維，助力行業(yè)高質量創(chuàng)新發(fā)展。