线宽越大，铜箔粗糙度对损耗的影响越…

公众号 | 高速先生，作者 | 姜杰

铜箔粗糙度会影响高速信号的损耗，为什么？

你一定想到了，没错，趋肤效应。说白了就是因为电流流经导体时总是寻求阻抗最小的路径。

信号频率较低时，阻抗主要由回路电阻决定，电流在导体上的分布相对均匀，这也解释了低速信号对于铜箔粗糙度为啥不敏感。

对于频率较高的信号，阻抗则是由回路电感主导，为寻找回路电感最低路径，一方面，电流在导线上会尽量扩展分布范围以减少导线自感（可解释加宽走线有利于减少传输线的损耗），另一方面，返回路径中的反向电流会尽量靠近信号路径表面以增加二者的互感，减小回路电感。这种电流趋向导体表面分布的现象称为趋肤效应（如下图所示，导体上颜色越深表示电流密度越大）。

为了满足信号损耗的需求，需要根据实际情况选择不同表面粗糙度的铜箔，以此为划分标准，铜箔大致可以分为STD(标准铜箔)、RTF(反转铜箔)、VLP(低表面粗糙度铜箔)以及HVLP(超低表面粗糙度铜箔)。粗糙度大小关系是：STD＞RTF＞VLP＞HVLP。

随着单板复杂度的增加，同一块单板通常存在不同协议的高速信号，可能需要控制不同的阻抗，也就意味着走线的线宽会发生变化。

那么，铜箔粗糙度对不同线宽的损耗影响是怎样的呢？

看了这么多理论，想必大家已经累了。缓一缓，歇一歇，我们用直观的仿真数据说话。

以M6级别板材的某带状线为例，走线层和参考平面铜箔均为HVLP铜箔时，走线W/S分别为： 4/4mil 、5.7/8.5mil及 8/13mil时，单位长度损耗@28GHz对比如下：

如你所知，随着线宽的增加，单位长度走线损耗是变小的。

还是上面的例子，为了突出差异，这里仅对比了三种线宽时HVLP及STD两种铜箔的情况：

走线W/S=4/4mil时损耗差异为0.234db/in，随着铜箔粗糙度的增加，损耗增加了16%

走线W/S=5.7/8.5mil时损耗差异为0.192db/in，随着铜箔粗糙度的增加，损耗增加了15%

走线W/S=8/13mil时损耗差异为0.177db/in，随着铜箔粗糙度的增加，损耗增加了14.5%

随着线宽的增加，走线损耗减小的趋势符合预期，有趣的是，不同粗糙度的损耗差异居然也是变小的……

Q、本期提问：为什么走线越宽，铜箔粗糙度对损耗的影响越小？

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