在超厚铜的信号层走高速线是怎样一种体验？

公众号：高速先生

作者：黄刚

按正常的思维逻辑来说，高速信号的走线层一般都是0.5oz或者1oz，如果让你亲眼见到一个高速信号走到厚铜上，你会不会很惊（jing）喜（ya）！

高速信号为什么一般都会走在0.5oz的信号层上呢？抛开性能的要求不说，从加工的角度来看，0.5oz的层对于走线蚀刻，PP的流胶都会相对比较稳定，而且对于设计来说，走线和走线之间的距离要求也不会过于严格，这样的话一般来说加工出来的阻抗就会比较稳定，偏差也不会太大。但是如果由于各种原因，走线走在了厚铜层上面，会发生什么事情呢？今天我们就给大家分享这样一个“百里挑一”的案例。

这是客户设计的一块高速连接器的测试夹具板，顾名思义，就是用来进行高速连接器的测试的。客户的这款自研连接器的目标速率是25Gbps，因此对于夹具的性能也要求能支持到至少20GHz的水平。其实这个项目的设计加工压接都是客户那边自己完成的，本来我们高速先生是看不到这个案例的，只不过这款夹具的性能很有问题，客户才来求助我们高速先生，希望能帮忙定位问题。下面是客户设计的测试夹具板，我们看到其中有一半的信号走线是在表层，通过SMA连接器连接到高速连接器。

原理和设计其实都很简单，但是问题在客户回板测试后就立马出现了。那就是表层线的阻抗居然过低！！！客户进行了阻抗测试，发现表层的单端线走线普遍都偏低，甚至有的只有42欧姆左右！

这让客户大为不解，按理说，链路比较简单，相邻很远的位置也没有走线的串扰，而且走线的线宽也没有很细，6mil的线宽很好去加工。这个案例交到高速先生这里后，我们也同样进行了阻抗测试，发现表层线的阻抗的确像客户测试的那样低！这个时候我们根据客户的设计叠层和走线进行了阻抗的计算，发现按照该叠层和线宽进行设计，阻抗的确能算到50欧姆。

那到底是走线的哪个因素出了问题呢？从肉眼上去看肯定是不能看出来的了。还好我司自己有板厂，因此我们能想到的方法就是让板厂进行切片，我们通过显微镜去看走线的实际结构！

经过一番辗转之后，我们终于完成了对这块测试板的切片，果不其然，在这里我们找到了答案。我们对这些表层走线进行了横切面的测量，发现该表层走线的铜厚居然远远超出了我们的想象，它居然做到了3.6mil！！！

我们在表层线是使用0.5oz的基铜进行电镀，也就是我们经常说的0.5oz+plating，一般来说完成电镀后铜厚会在1.6mil左右。但是这个板子客户的板厂居然活生生的做成了3.6mil，高速先生要不是亲眼看到测试的结果，实在是难以置信！

而且还不仅如此，线宽也从设计的6.5mil做成了9mil，要不是板材和介质厚度还是对的，我们都觉得板厂是把这个项目当成了另外一个项目来做了。

然后我们根据切片测量到的数据再次进行阻抗的计算，计算出来的结果就和实际测试的阻抗结果很接近了。

这个案例其实很难理解客户找的板厂是怎么去加工的，我们通过铜厚的巨大差异来初步判断是板厂用了2oz的基铜进行电镀得到的3.6mil铜厚，另外也能看到走线也是被蚀刻得很不均匀。Anyway，这个案例再一次验证了微带线的加工的确存在很多不确定性的因素，它的阻抗控制肯定是比带状线更有难度的，所以我们如果要使用微带线去设计一些高速率，高精度的项目时一定要特别的注意哈！

— end —

大家有过PCB切片的经历吗？欢迎大家分享下你们遇到的问题。