圖1-1 趨膚深度與信號頻率關系

其次，導體損耗是影響信號完整性的另一重要因素，主要由導體電阻引起。對于高頻信號，由于趨膚效應的影響，電流在導體中會集中在表面區域進行傳輸，這一現象在高頻率下更加明顯（如圖1-1所示），這使得導體的表面粗糙度對信號損耗的影響尤為顯著。表面越粗糙，電流的傳輸路徑越長，信號損耗越大，因此，減少銅箔表面粗糙度成為降低導體損耗、提升信號完整性的關鍵措施之一。為了量化趨膚效應，引出了趨膚深度這一重要參數，它定義了從導體表面開始電流密度減小為通過直流電流時電流密度的1/e（約37%）時所穿透進導體內部的深度。以半導體表面為基準點0，以直流通過導體時的電流密度為基準密度。公式為：

δ為趨膚深度；f為電流頻率；μ為金屬導體的磁導率；σcond為金屬導體的電導率。

圖1-2 銅面粗化形貌與信號傳輸損耗的關系

在此背景下，行業內開發出多種銅面粗糙度控制工藝，以滿足不同應用場景對信號完整性的需求。研究表明，當銅面微觀結構呈蜂窩狀且粗糙度較高時，表面輪廓尖銳，信號反射增加，輪廓線長，高頻信號傳輸路徑變長，進而導致信號損耗增加。而在低粗糙度的銅面上，表面較為平滑，信號反射減少，輪廓線短，高頻信號傳輸路徑變短，信號損耗降低。因此，通過進一步平滑處理，可實現最低的信號損耗，如圖1-2所示。

圖1-3 各銅箔表面粗糙度與20 GHz頻率下信號損耗的關系

研究表明，在20 GHz頻率下，每個銅箔的表面粗糙度（Rz）與信號損耗的關系如圖1-3所示。結果表明，表面粗糙度越小，信號損耗越小。當粗糙度最大的箔RTF1與粗糙度最低的箔HVLP3進行比較時，HVLP3的信號損失減少了約17%，這相當于減少了約 77% 的導體損耗。這表明使用表面粗糙度較低的銅箔可以有效地降低信號損耗。

為了更有效地減小趨膚效應帶來的損耗，行業內越來越多地采用超低輪廓銅箔，形成了低粗糙度、高結合力、高可靠性的銅面處理工藝方向。通過優化緩蝕劑的結構和官能團，開發出新型低粗糙度棕化液，可以精確控制銅表面的微觀形貌和粗糙度，應用于不同高速板材的印制電路制造中，顯著降低信號損耗并提高電路的可靠性，以滿足5G信號傳輸的需求。

目前，低粗糙度銅面處理技術主要有四種：

1）低粗糙度棕化，通過減少微蝕量降低粗糙度；

2）超低粗糙度棕化加鍵合劑，以進一步降低粗糙度，同時提高樹脂與銅箔的結合力；

3）在銅面上增加一層合金層并施加化學偶聯劑，通過化學鍵增強樹脂與銅箔的結合強度；

4）在銅面直接覆蓋有機膜，通過膜上的化學鍵與樹脂結合增強粘附力。

后兩種方式對銅面粗糙度幾乎無影響，稱為無損棕化替代工藝，與低粗糙度和超低粗糙度棕化相比，它們在高頻應用中具備顯著優勢，能夠最大程度降低信號損耗。

未來，隨著信號傳輸速率的進一步提升和應用場景的多樣化，低粗糙度銅面處理工藝將繼續向精細化、定制化方向發展。同時，行業內將繼續探索在不同應用條件下的最優銅面處理方法，以進一步降低損耗、提升性能，從而更好地滿足5G乃至未來6G時代的高頻高速傳輸需求。