光華科技技術(shù)開發(fā)工程師杜工

隨著5G技術(shù)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(shí)期。5G具有高頻高速傳輸特性，對(duì)傳輸過程中信號(hào)完整性提出更嚴(yán)苛的要求。在PCB設(shè)計(jì)與產(chǎn)品檢測(cè)/可靠性的技術(shù)交流分會(huì)場(chǎng)，光華科技研究院杜工程師作為第一位技術(shù)演講嘉賓，分享他在銅表面輪廓有序調(diào)控及其在高頻高速PCB的應(yīng)用的一些研究成果。

杜工演講現(xiàn)場(chǎng)

對(duì)于高速PCB，影響信號(hào)完整性因素主要包括介質(zhì)損耗和導(dǎo)體損耗（設(shè)計(jì)除外）。介質(zhì)損耗取決于材料本身介電常數(shù)（Dk）和介電損耗因子（Df），Dk和Df越低，介質(zhì)損耗越小。導(dǎo)體損耗主要是由導(dǎo)體電阻造成，由于趨膚效應(yīng)影響，頻率越高電流會(huì)越趨近于導(dǎo)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(hào)完整性要求，低粗糙度、高結(jié)合力和高可靠性正成為高頻高速板材壓合前處理技術(shù)的發(fā)展方向。

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

為此，光華科技研究團(tuán)隊(duì)從棕化原理出發(fā)，優(yōu)化緩蝕劑結(jié)構(gòu)，提升緩蝕劑對(duì)銅面保護(hù)作用，降低雙氧水對(duì)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(jí)的棕化液，實(shí)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(yīng)用場(chǎng)景可靠性和信號(hào)損耗要求。

銅面經(jīng)過不同棕化液處理后的SEM和粗糙度對(duì)比（M7GE）

不同棕化液處理銅面后的插入損耗對(duì)比（M7GE）

薄鎳型化學(xué)鎳鈀金板可靠性測(cè)試

光華科技技術(shù)開發(fā)工程師黃工

 隨著信號(hào)傳輸?shù)母哳l化和高速數(shù)字化發(fā)展，PCB板中信號(hào)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(shù)中，傳統(tǒng)的厚鎳型化學(xué)鎳鈀金工藝（鎳厚5-10μm）在保持信號(hào)完整性方面存在著缺陷，這是因?yàn)殒嚨碾娮杪适倾~的四倍，且鎳為磁性材料，會(huì)影響高速信號(hào)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(gè)可能研究方向。

在電鍍與涂覆技術(shù)交流分論壇，光華科技研究院黃工與現(xiàn)場(chǎng)專業(yè)聽眾，探討了鎳厚降低對(duì)鎳鈀金表面制程可靠性方面的影響。在研究中，黃工設(shè)計(jì)了不同鎳厚的化鎳鈀金板并分別進(jìn)行了相關(guān)可靠性測(cè)試，包括鎳腐蝕、邦定拉力測(cè)試、焊點(diǎn)剪切力等測(cè)試，探究了薄鎳鈀金鍍層的各項(xiàng)可靠性性能。發(fā)現(xiàn)薄鎳鈀金鍍層在鎳腐蝕、焊點(diǎn)剪切力、錫擴(kuò)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(cè)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(chǎng)

黃工指出，薄鎳鈀金鍍層在部分可靠性測(cè)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(hào)傳輸?shù)母哳l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(cè)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(jīng)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(yīng)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(diǎn)剪切力對(duì)比

近年來，隨著國(guó)內(nèi)PCB市場(chǎng)的需求愈加多樣，實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，加速國(guó)產(chǎn)替代，已成為當(dāng)下國(guó)家與企業(yè)一同思考的重要議題。此次技術(shù)交流會(huì)，匯聚了全國(guó)行業(yè)的技術(shù)精英，內(nèi)容豐富的演講與緊跟行業(yè)的討論，精彩紛呈，為PCB技術(shù)人員提供了良好的學(xué)習(xí)交流平臺(tái)，進(jìn)一步拓展了技術(shù)創(chuàng)新思維，促進(jìn)了技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的融合，對(duì)提升行業(yè)整體技術(shù)水平具有重要意義。

現(xiàn)場(chǎng)聽眾從不同角度出發(fā)一同討論學(xué)習(xí)

創(chuàng)新，是光華科技的發(fā)展基石。技術(shù)研究和公司生產(chǎn)結(jié)合起來，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以技術(shù)創(chuàng)新賦能生產(chǎn)，最終為客戶創(chuàng)造價(jià)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(nèi)的專家學(xué)者們一同分享討論了自己的科研成果，這也是光科技技術(shù)中心的特色工作。希望未來，通過類似CPCA國(guó)際技術(shù)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(shù)研發(fā)成果和創(chuàng)新發(fā)展思維，助力行業(yè)高質(zhì)量創(chuàng)新發(fā)展。