一种提升电磁屏蔽膜阻抗匹配要求产品可靠性的方法与流程

1.本发明涉及线路板制作，更具体地说，它涉及一种提升电磁屏蔽膜阻抗匹配要求产品可靠性的方法。


背景技术：

2.在挠性印制板双面板中，行业最基础、最常规、用量最大的挠性覆铜板fccl为1mil 1/3oz双面板。图1为挠性印制板的常规组成结构。参考层采用线宽约为0.1mm，线距约为0.4mm的斜45
°
网格，信号线则直接敷设在信号层上。如在信号层中有差分信号线，且其阻抗为100 /
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10ohm的匹配要求，一般需要将阻抗线的线宽做到0.03mm以下才能满足阻抗匹配要求，且信号线正面需装贴电磁屏蔽膜防干扰。但即使将线宽做到0.03mm以下，其阻抗值通常也只能做到90
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95ohm，即阻抗值只能位于最下限范围内。而线宽在0.03mm以下时，线的可靠性极低，十分易断。因此，大部分信号线的最极限要求线宽为0.04mm。常规的则采用2mil，即0.05mm。由于阻抗线宽与阻抗值成反比，因此，采用线宽大于0.03mm的线，则难以达到阻抗匹配的要求。目前，业内针对具有阻抗匹配要求的差分信号线，常规的方案大多为以下四种。
3.(1)增加绝缘层(介质层)的厚度。
4.绝缘层厚度与阻抗成正比，增加其厚度可达到阻抗匹配要求。但是此种方案不但成本增加，还会导致终端的pcb板厚度也增加，可能造成终端无法装配的问题。
5.(2)改用低介电常数的绝缘层。
6.介电常数与阻抗成反比，即采用高速材料，同样能提高阻抗值。但这种方案的问题在于其材料成本昂贵，或者需有与传统不同的制造工艺、控制要求等，生产要求较高，且生产周期也较长。
7.(3)降低阻抗线铜厚。
8.铜厚与阻抗成反比。采用选择性电镀，如局部电镀，只镀导通孔，线路铜厚不变。因铜厚减小，阻抗值就可以相对做大。而且此种方案只需在工序中作出少许改动，成本增加相对较少，板厂大多采用此种方案来解决。但降低筒厚同样存在着线易断不可靠的问题。尤其是在刮除返工pcb上的油墨时，十分容易将其刮除。
9.(4)加大参考层网格设计。
10.常规加大的方式是无法百分百满足阻抗匹配，其两者极限控制能力对于板厂来说难度很高。即将公差控制在非常小的范围内，通过加大网格依然难以做大阻抗匹配。且大网格还会因参考层的覆铜较少，导致差分信号线受到的外界干扰增加的问题。
11.综上，如对阻抗线的改动，满足了阻抗匹配，但其可靠性降低；如满足了可靠性，则其阻抗将不匹配。而常用的几种解决方案都会造成成本的增加，所以目前仍没有较为完善的方案实现差分信号线的阻抗匹配。


技术实现要素：

12.本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种提升电磁屏蔽膜阻抗匹配要求产品可靠性的方法，解决了目前针对阻抗匹配的方案均会造成成本增加的问题。
13.本发明所述的一种提升电磁屏蔽膜阻抗匹配要求产品可靠性的方法，在线路板的信号层中敷设差分信号线，在差分信号线下方的参考层中敷设由两组相互交叉的网格线构成网格铜层，所述差分信号线的走线方向与其中一组网格线的走线方向相同。
14.将差分信号线的走线方向布置成与网格铜层其中一组网格线轴向方向一致，能在未对线路板设计作出较大改变的情况下，降低参考层残铜率，进而可在无需将阻抗线宽做到极值的情况下也能有效的提高差分信号线的阻抗值。
15.所述差分信号线的走线方向与另一组网格线的走线方向垂直。
16.所述差分信号线位于与其走线方向相同的相邻两个网格线之间。
17.所述差分信号线与两个网格线之间均设有分隔间隙。
18.所述分隔间隙大于0。
19.所述分隔间隙为0.1mm。
20.所述网格线的宽度为0.05
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0.2mm。
21.所述网格线的宽度为0.1mm。
22.所述网格铜层的每个网格尺寸均为0.4*0.4mm。
23.所述线路板的信号层和参考层均贴附有电磁屏蔽膜。
24.有益效果
25.本发明的优点在于：将差分信号线的走线方向布置成与网格铜层其中一组网格线轴向方向一致，能在未对线路板设计作出较大改变的情况下，降低参考层残铜率。在此基础上，根据阻抗变化规律，在满足阻抗匹配的前提下，线宽可做至更大，实现了在丝毫不增加产品成本的前提下，提升产品可靠性。
附图说明
26.图1为传统的差分信号线与网格铜层的布置示意图；
27.图2为本发明的差分信号线与网格铜层的布置示意图；
28.图3为线路板覆膜情况、参考层覆铜情况不同的测试条件下的实验数据表。
29.其中：1
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网格线、2
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网格、3
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阻抗线、4
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分隔间隙。
具体实施方式
30.下面结合实施例，对本发明作进一步的描述，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求范围所做的有限次的修改，仍在本发明的权利要求范围内。
31.参阅图2，本发明的一种提升电磁屏蔽膜阻抗匹配要求产品可靠性的方法，在线路板的信号层中敷设差分信号线，在差分信号线下方的参考层中敷设由两组相互交叉的网格线1构成网格铜层，差分信号线的走线方向与其中一组网格线1的走线方向相同。在常规的45
°
网格铜层设计方案中，差分信号线走线使直接在网格铜的上方水平或垂直走线。这样的走线使其残铜率在40％左右。减小线宽时，因阻抗线3与网格线1的重叠面积减小，也可认为残铜率相应的降低。因此，残铜率与阻抗值成反比。本实施例将差分信号线的走线方向布置
成与网格铜层其中一组网格线1轴向方向一致，能在未对线路板设计作出较大改变的情况下，降低参考层残铜率。在此基础上，根据阻抗变化规律，在满足阻抗匹配的前提下，线宽可做至更大，实现了在丝毫不增加产品成本的前提下，提升产品可靠性。
32.优选的，差分信号线的走线方向与另一组网格线1的走线方向垂直。由于差分信号线分别与两组网格线1平行、垂直布置，因此可得知，网格铜层的网格2呈方形结构。此外，本实施例的网格2尺寸优选为为0.4*0.4mm。即将传统的45
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网格铜层设计为网格线1呈90
°
的网格铜层。网格铜层作出改进后，经测试，其残铜率下降为20％左右。由于残铜率的下降，因此阻抗值得以增加，无需将阻抗线3的线宽做得过细，也能满足阻抗匹配要求。
33.优选的，差分信号线位于与其走线方向相同的相邻两个网格线1之间。即构成差分信号线的两根阻抗线3均位于相邻两个网格线1之间，以满足差分信号线的布线要求，提高抗干扰能力。
34.优选的，差分信号线与两个网格线1之间均设有分隔间隙4。分隔间隙4的设计是为了确保参考层的残铜率。如果阻抗线3布置到网格线1上，则参考层残铜率就变成了100％，致使阻抗本身会变得非常小。另外，再加上电磁屏蔽膜的影响，阻抗一定不能满足终端的匹配要求。因此，差分信号线与网格线1之间必须存在有分隔间隙4。
35.此外，分隔间隙4大于0。即对分隔间隙4可趋近于0，但不能等于0。只需确保差分信号线和与其平行的网格线1不重叠即可。如采用激光成像对位曝光，阻抗线3的边缘与相邻网格线1的边缘最小可做到0.025mm。或者采用更加先进的设备，其制程能力越高，分隔间隙4也就可做到越小。
36.优选的，分隔间隙4为0.1mm。综合设备的制程、对位的公差以及工艺的复杂程度，在实际应用时，将分隔间隙4设为0.1mm可大大提高生产的进度，且合格率高。
37.优选的，网格线1的宽度为0.05
‑
0.2mm。网格线1的线宽在该范围内，能满足差分信号线阻抗匹配的要求。进一步的，网格线1的宽度为0.1mm。即在设计网格铜层时，也无需对其作出除角度外的其他改动，使得在线路板制作过程中，无需对设备、工艺进行过多的调整，很好的控制了生产成本以及生产效率。
38.选择1mil 1/3oz常规双面无胶基材，并对整板电镀。电镀后总铜厚约25μm。且设计w/s＝0.05
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0.15/0.09mm的差分信号线，采用不同的残铜率网格设计，测试贴电磁屏蔽膜后的阻抗数据如图3的表格所示。
39.通过表中数据可以发现，随着残铜率的降低，其阻抗值增大，且电磁屏蔽膜的贴膜状态也对阻抗值产生影响。如采用双面贴膜后：
40.当参考层为实铜设计时，即残铜率为100％，蚀刻线宽0.025mm,阻抗只有86ohm，不能满足100 /
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10ohm的阻抗匹配。
41.当参考层常规网格设计时，此时残铜率为40％，蚀刻线宽0.025mm,阻抗99ohm，满足100 /
‑
10ohm的阻抗匹配，但其线宽较细，可靠性低，不能满足产品的需求。
42.当参考层采用本实施例的网格设计，其残铜率为20％，蚀刻线宽0.045mm，阻抗99ohm，满足100 /
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10ohm的阻抗匹配，且生产过程可控范围较高，十分利于生产。
43.当参考层无铜设计，即0残铜率，蚀刻线宽0.055mm，阻抗101ohm，满足100 /
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10ohm的阻抗匹配。但差分信号线失去了参考层中铜层的保护，抗干扰能力变差，最终会导致客户端更改较大。
44.以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。