唐子全 吳昌夏 孫麗麗

（滬士電子股份有限公司，江蘇 昆山 215301）

傳統(tǒng)的印制電路板（PCB）設(shè)計(jì)時(shí)，以加工中蝕刻因子大于2.5計(jì)算，外層銅厚度為45 μm左右，線路能力線寬/線距為115 μm/115 μm；具有POFV（塞孔樹脂表面鍍銅）設(shè)計(jì)的板子外層線路銅厚為60 μm左右，線路能力線寬/線距為130 μm/130 μm。若內(nèi)層線路的銅厚15 μm左右，內(nèi)層外層的銅厚相差懸殊，內(nèi)層的布線密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于內(nèi)層，并且內(nèi)層線路被樹脂全面包圍達(dá)到安全可靠。而使用外層埋線技術(shù)，外層的線路可以達(dá)到內(nèi)層線路的寬度，布線密度可以與內(nèi)層布線密度達(dá)到同等水平。通常外層線路底面為樹脂，另外三側(cè)為阻焊劑，而且線路表面的阻焊層厚度不均勻，對(duì)信號(hào)的影響劣于樹脂，將線路埋入樹脂可以得到均勻的油墨厚度同時(shí)可以降低串?dāng)_。埋線技術(shù)外層線路的厚度可以做到與內(nèi)層相同15 μm，因此外層線路的布線密度可以提升30%，并解決了線路間的嚴(yán)重串?dāng)_的問(wèn)題。

1 埋線技術(shù)的介紹

埋線技術(shù)目前是WUS公司開發(fā)的前沿技術(shù)，此技術(shù)是將外層線路圖形在一個(gè)特殊的載體上完成，將完成外層線路的載體與其他內(nèi)層覆銅板及半固化片進(jìn)行壓和成為PCB。壓合后的PCB去掉外層線路圖形的載體即完成了外層線路的埋入過(guò)程。此技術(shù)的難點(diǎn)是載體的選擇，目前WUS公司所使用的載體為自主研發(fā)產(chǎn)品非購(gòu)置品。

銅箔的粗糙度對(duì)信號(hào)的趨膚效應(yīng)影響顯著，埋線技術(shù)降低線路表面粗糙度，明顯改善信號(hào)傳輸?shù)内吥w效應(yīng)。傳統(tǒng)線路板的外層銅箔有HTE與RTF（HTE High Temperature Elongation，高溫延展銅箔；RTF：Reverse Treatment Foil，反轉(zhuǎn)銅箔）兩種選擇，其中35 μm（1 oz）HTE銅箔的粗糙度為7～10 μm左右，18 μm（H oz）銅箔的粗糙度4～7 μm左右，外層埋線技術(shù)的線路粗糙度1.5～2.5 μm左右。普通外層線路和埋線外層線路之區(qū)別如圖1所示。

圖1 普通外層線路和埋線外層線路之區(qū)別

2 埋線技術(shù)與普通外層線路信號(hào)性能比較

2.1 中損耗（Mid-loss）材料的埋線技術(shù)與普通外層線路信號(hào)性能比較

（1）設(shè)計(jì)試驗(yàn)條件：外層埋線與普通外層線路都是線寬為0.10 mm、介質(zhì)層厚度為0.70 mm、阻抗50 Ω，基材IT**S。

（2）試驗(yàn)結(jié)果：①線路尺寸和阻抗結(jié)果如圖2所示；②信號(hào)測(cè)試結(jié)果如圖3所示。

圖2 IT基材的線路尺寸和阻抗

圖3 中損耗材料普通外層線路與埋線線路的（A）插損與（B）回?fù)p的測(cè)試結(jié)果

（3）小結(jié)：從以上的測(cè)試結(jié)果看相同線寬的阻抗非常相近,可以通過(guò)微調(diào)介質(zhì)厚度達(dá)到一致。插損的測(cè)試結(jié)果顯示相同的中損耗材料的情況下，埋線的插損優(yōu)于普通的外層線路的插損結(jié)果，在12.9 GHz頻率上，埋線的插損為-20.49 dB，傳統(tǒng)外層線路的損耗-21.69 dB，埋線的插損比傳統(tǒng)外層線路損耗低9%。

2.2 低損耗（Low-loss）材料的埋線技術(shù)與普通外層線路信號(hào)性能比較

（1）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)條件：外層埋線與普通外層線路都是線寬0.10 mm、介質(zhì)層厚度0.70 mm、阻抗100 Ω，基材EM**K。

（2）試驗(yàn)結(jié)果：①線路尺寸和阻抗結(jié)果如圖4所示；②信號(hào)測(cè)試結(jié)果如圖5所所示。

圖4 EM基材的線路尺寸和阻抗

圖5 低損耗材料普通外層線路與埋線線路的（A）插損與（B）回?fù)p的測(cè)試結(jié)果

（3）小結(jié)：當(dāng)普通外層線路與外層埋線技術(shù)的外層線路阻抗相等時(shí)，埋線技術(shù)的線路比普通外層線路略細(xì),對(duì)線路密度改善不大,但相同的阻抗埋線技術(shù)的介質(zhì)層厚度接近,不會(huì)影響疊構(gòu)設(shè)計(jì)。在高頻率下，埋線技術(shù)的損耗比普通線路明顯具有優(yōu)勢(shì)，在16 GHz頻率下埋線技術(shù)的插入損耗為-9.4 dB，普通線路的插入損耗為-11.6 dB，埋入線路技術(shù)具有19%的優(yōu)勢(shì)。在28 GHz頻率下埋線技術(shù)的插入損耗為-14.8 dB，普通線路的插入損耗為-19.1 dB，埋入線路技術(shù)具有23%的優(yōu)勢(shì)。

3 總結(jié)

綜上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以得出在相同材料的情況下，埋線技術(shù)可以在不改變疊構(gòu)的情況下達(dá)到與普通外層線路相同的阻抗設(shè)計(jì)。

在12.9 GHz頻率下，中損耗材料的埋線技術(shù)的插入損耗比普通線路的插入損耗具有9%的優(yōu)勢(shì)。在28 GHz頻率下，低損耗材料的埋線技術(shù)線路的插入損耗比普通線路的插入損耗具有23%的優(yōu)勢(shì)。