咱平时说 PCB 材料,大多聊基材,其实铜箔的 “粗糙度” 也是个关键指标 —— 尤其是高频场景下,铜箔太粗糙,信号衰减能翻好几倍。今天咱就聊聊铜箔粗糙度是啥、咋影响 PCB 性能,以及不同场景该选啥样的铜箔。
先说明白:铜箔粗糙度(一般用 Ra 表示)是指铜箔表面的凹凸程度,数值越小越光滑。常见的铜箔分两种:普通电解铜箔(Ra≈0.3-0.5μm)和低粗糙度铜箔(Ra≤0.2μm)。别小看这零点几微米的差距,对高频信号的影响可不小。
这得从 “趋肤效应” 说起:高频信号不会均匀走在铜箔里,而是集中在铜箔表面(大概几微米厚的区域)。要是铜箔表面粗糙,信号走的路径就会 “绕弯”,相当于增加了传输距离,信号衰减自然就大了。
举个例子:1GHz 信号下,用 Ra=0.5μm 的普通铜箔,10cm 布线的信号衰减是 0.5dB;用 Ra=0.2μm 的低粗糙度铜箔,衰减能降到 0.3dB—— 对精密设备来说,这 0.2dB 的差距可能就是 “测试数据准确” 和 “误判芯片良率” 的区别。
除了信号衰减,铜箔粗糙度还影响这俩点:第一是附着力。太光滑的铜箔,和基材的结合力会差点,所以低粗糙度铜箔一般会做 “微粗糙处理”,既保证光滑度,又不丢附着力;第二是孔铜质量。微小过孔(比如 0.15mm)里,粗糙的铜箔容易导致孔壁铜层不均匀,影响电气性能。
那实际选铜箔咋选?给大家分场景说:
- 低频、低速场景(比如普通家电 PCB):普通电解铜箔(Ra=0.3-0.5μm)就够,成本低;
- 中高频场景(100MHz-1GHz,比如工业控制板):选 Ra=0.2-0.3μm 的低粗糙度铜箔,平衡性能和成本;
- 高频、精密场景(≥1GHz,比如半导体测试、5G):必须选 Ra≤0.2μm 的超低粗糙度铜箔,比如罗杰斯的 RT/duroid 5880 配套铜箔;
- 还要注意:铜箔厚度也会影响 —— 薄铜箔(比如 1oz)的趋肤效应更明显,所以高频场景下薄铜箔更要选低粗糙度的。
低粗糙度铜箔比普通铜箔贵 10%-20%,但高频场景下这钱花得值 —— 信号衰减少了,设备性能和可靠性都能上去。