印制电路导电图形表面粗糙度调控及传输损耗的研究

发布时间：2021-05-25 12:34

　　伴随着第5代移动通信技术应用大规模展开,电子产业对于印制电路板信号的高速传输能力的需求急剧增加,这使得在高速信号传输过程中产生的信号完整性问题越发突出。本文主要研究了传输线内层加工中的棕化工艺选择与棕化工艺参数对导体表面粗糙度以及对信号传输损耗的影响,进而找出使信号完整性最优的工艺以及工艺参数。同时本文还针对超低轮廓铜箔建立了一个粗糙度与传输损耗的预测模型以供量化估计粗糙度变化所带来的传输损耗增幅。此外本模型还能够有效降低工艺选型与优化过程中的传输损耗验证成本。具体研究内容如下:对比了B（低粗糙型硅烷偶联剂棕化）、C（低粗糙型棕化）、D（传统型棕化）三种棕化工艺对铜箔表面粗糙度、信号传输损耗以及可靠性方面的影响。研究发现棕化处理会使铜箔表面的表面积比提升0.25以上,而对粗糙深度的影响不显著。同时三种工艺处理得到的测试模块传输损耗大小顺序为D>B>C,这也印证了信号损耗随粗糙度增大而增大的观点。三种棕化工艺实现的抗剥离强度大小顺序为D≈B>C且均能满足大于0.175 N/mm的要求,此外经过验证三种棕化工艺均能满足产品的热可靠性需求。在麦克斯韦方程建立的简化预测模型基... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
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第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高速印制电路板信号完整性概述
        1.2.1 传输线理论
        1.2.2 理想传输线与有损传输线
        1.2.3 有损传输线中传输损耗的来源
        1.2.4 趋肤效应与表面粗糙度
    1.3 印制电路板导电图形粗糙度调控技术概述
        1.3.1 黑化表面处理工艺
        1.3.2 棕化表面处理工艺
        1.3.3 非蚀刻型表面处理工艺
        1.3.4 低蚀刻型表面处理工艺
    1.4 选题依据与研究内容
        1.4.1 选题依据
        1.4.2 研究内容
第二章 不同棕化工艺对导电图形粗糙度调控效果研究
    2.1 引言
    2.2 实验方案
        2.2.1 测试板设计
        2.2.2 棕化处理效果测试
    2.3 实验流程
    2.4 测试与表征
        2.4.1 粗糙度表征方法
        2.4.2 传输损耗表征方法
        2.4.3 可靠性表征方法
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 不同棕化工艺引起的粗糙度差异
        2.5.2 不同棕化工艺引起的传输损耗差异
        2.5.3 不同棕化工艺引起的抗剥离强度差异
        2.5.4 不同棕化工艺引起的热可靠性差异
    2.6 本章小结
第三章 印制电路导电图形粗糙度与传输损耗模型优化研究
    3.1 引言
        3.1.1 导电图形表面粗糙度对信号传输损耗的预测模型
        3.1.2 Polar SI9000 软件介绍
    3.2 针对超低轮廓铜箔的粗糙度与传输损耗模型优化
        3.2.1 丘陵部分扰动
        3.2.2 微粗糙部分扰动
        3.2.3 电流分布的影响
    3.3 优化模型验证
    3.4 结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 印制电路导电图形粗糙度调控工艺参数优化
    4.1 引言
        4.1.1 内层表面粗糙度调控技术参数
        4.1.2 过程能力指数概述
        4.1.3 多元线性回归分析&响应曲面优化设计概述
    4.2 确定对粗糙度具有显著影响的工艺参数
        4.2.1 数据收集
        4.2.2 显著因子分析
    4.3 响应曲面优化设计与分析
        4.3.1 Rsar响应曲面优化设计结果分析
        4.3.2 抗剥离强度的响应曲面优化设计结果分析
        4.3.3 工艺参数优化设计
    4.4 优化后粗糙度验证与传输损耗预测
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 全文结论
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]云端CPS信号完整性协同仿真的设计方法[J]. 章海文,孙振国.  中国集成电路. 2019(11)
[2]高速板料的棕化及微蚀量与抗剥离强度关系研究[J]. 郑剑坤,彭镜辉,兰富民.  印制电路信息. 2019(08)
[3]铜离子高浓度状态下棕化不良的改善[J]. 何亮,张良昌,谢旭文.  印制电路信息. 2019(01)
[4]5G系统关键技术及其射频性能测试分析[J]. 黄秋钦,张昊,谈佩.  信息通信技术与政策. 2018(11)
[5]便于激光刻蚀的PCB基板铜箔表面黑氧化工艺[J]. 姚丽丽,李瑜煜.  电镀与涂饰. 2018(09)
[6]高速高频（R04350B+M6）混压多层电路板分层原因研究[J]. 魏新启,王蓓蕾,贾忠中,王玉.  电子工艺技术. 2018(02)
[7]铜箔粗糙度对高速材料信号损耗影响分析[J]. 余振中.  覆铜板资讯. 2016(02)
[8]PCB信号完整性测试技术研究[J]. 刘丰,苏新虹,胡新星.  印制电路信息. 2014(01)
[9]信号完整性揭秘:于博士SI设计手记[J]. 于争.  中国科技信息. 2013(24)
[10]多层板内层铜箔棕化处理液研制[J]. 符飞燕,黄革,王克军,高四,王龙彪.  印制电路信息. 2013(03)

博士论文
[1]高速互连系统的信号完整性研究[D]. 张华.东南大学 2005

硕士论文
[1]印制电路高速传输线路设计与制作的信号完整性研究[D]. 徐小兰.电子科技大学 2018
[2]印制电路铜面粗化效果对信号完整性的影响研究[D]. 毛英捷.电子科技大学 2017
[3]基于环糊精的高性能低介电常数氰酸酯树脂的研究[D]. 唐燕南.苏州大学 2014
[4]高密度互连印制电路板用超低轮廓电解铜箔的研究[D]. 张彪.华中科技大学 2011



本文编号：3205350