浅谈PCB平面的交叉影线 什么时候才适合使用阴影线

PCB平面的交叉影线是指一种方法，其中PCB内某些平面或其他较大面积的铜表现为铜的晶格。规则的开孔以固定的间隔放置，就像出现在纱门中的开孔一样。如今，在刚性PCB上很少需要对剖面线进行划格，但是在可提供许多好处的Flex和刚性-Flex实施中使用它们。那么什么时候才适合使用阴影线，特别是阴影线或阴影线阴影区域？

尽管在刚性PCB中不再那么有用，但它们在柔性/刚性-柔性PCB中已变得非常重要，在柔性/刚性-柔性PCB中，阴影线接地图案在结构支撑和接地元件中起着双重作用。本文将介绍交叉影线平面的历史，其制作方法，它们最初用于刚性PCB的原因以及它们在柔性和刚性-柔性板上的持续作用和今天的优势。

舱口地面的定义和历史

如上所述，舱口接地平面是铜的网格结构，在规则的间隔处具有规则的开口。创建交叉影线平面的实际过程发生在CAD或CAM系统中，其中要影线的区域是由一系列规则间隔的直线填充的区域，就像信号层中绘制的迹线一样。然后，该区域将边缘连接形成交叉影线的细线边缘。对该交叉影线进行的连接（例如电源或接地）与在实体平面中进行连接的方式相同。

在多层PCB制造过程的早期，内层处理的最后步骤涉及使铜表面粗糙化，以使它们在层压过程中紧密粘附在预浸料系统中的树脂上。此步骤之所以必要，是因为从DES（显影，蚀刻和剥离）工艺中出来的铜表面非常光滑。实际上，它们是如此光滑，以至于很难在用于层压PCB的树脂和铜之间建立牢固的结合。结果，如果不对铜表面进行粗糙化处理，则会在层压板和PCB的实心铜平面之间发生分层。相同的问题发生在外层上的组件安装焊盘上，导致在返工期间在焊接时焊盘从PCB上松脱。

注意：制造层压制品时，也存在相同的粘合问题。在层压板制造过程中，使用与制造PCB相同的树脂。此处，将树脂浸渍的玻璃布与在每一面粘合的一块铜箔结合在一起，以形成层压板。在这种情况下，作为形成箔的电镀过程的一部分，粘合到树脂上的铜箔表面会进行粗糙的表面处理。

在刚性PCB中实施

为了解决上述在刚性多层PCB上的铜粘附问题，创建了交叉影线。实际过程涉及在铜平面上创建小孔，以便树脂将通过铜与层压板粘合，而不是试图直接在树脂和铜之间强制粘合。只要与层压板的粘结足够牢固并在整个板上分布，就可以对板进行足够的研究以抵抗分层。

这基本上解决了分层问题，但由于必须创建复杂的CAD文件，因此提出了昂贵的建议。就像今天深受喜爱的Gerbers一样，这些文件用于描述图层并绘制对这些图层进行成像所需的胶片。在这段时间里，CAD工具远不如今天强大，并且设计人员无法通过单击几下按钮简单地导出这些文件。

在1980年代后期，开发了一种新的工艺来解决上述粘附问题，因此不再需要在硬质PCB上使用交叉阴影线的平面。此过程通过两种方法之一完成。一种称为氧化黑处理，另一种称为替代氧化或棕色氧化。在此步骤之后，内层铜的外观在采用黑色氧化物方法后为哑黑色或在采用替代氧化物方法后为棕色。具有黑色氧化物的内层如图1所示。

图1.蚀刻和涂覆黑色氧化物后的内层对。

这两种方法都对铜进行微蚀刻，以使铜足够粗糙以与预浸料中的树脂结合。本质上，它们提供了树脂可以粘结的“牙齿”。在蚀刻之后且在层压之前对所有内层进行处理。结果是预浸料树脂与PCB中铜层之间的牢固结合。

注意：由于PCB迹线中趋肤效应损耗的增加，对于高速信号，铜粗糙度经常被讨论为问题。为了降低铜走线表面的粗糙度，使用了不增加表面粗糙度的替代性表面处理方法，例如Atotech Bondfilm。

如今，很少在刚性PCB上使用交叉阴影线。实际上，如果制造商或其他来源要求将交叉影线应用于内层平面或外层的铜填充物，则有两件事在起作用：

加工者或其他来源正在使用非常古老且过时的规则进行操作。

制造商没有足够的过程控制，应避免作为电路板制造商。

柔性和刚性柔性电路中的交叉影线

尽管如今在硬质PCB中很少使用交叉影线，但对于挠性电路和刚挠性电路，它都具有实际应用。这些应用分为柔性和刚性-柔性电路两个领域：

柔性区域中的受控阻抗： 使用舱口接地是一种为高速数字板提供受控阻抗布线所需的参考平面的好方法。舱口盖提供了更宽，更可制造的尺寸，同时保留了电路和组件的灵活性。应当注意，交叉影线减少了传输线下的铜量，从而减小了电容并提高了其阻抗。

挠性区域的结构支撑： 使用舱口地面可提供动态或静态挠性带所需的结构支撑，而不会增加铜层的刚性。在两侧柔性电路上。该层仍可用于受控的阻抗布线，从而产生不希望的刚度，也可以使带永久变形。

为了计算导致正确阻抗的走线宽度，有必要使用一种建模工具来考虑交叉影线平面中缺失的铜。因为阴影线接地区域上给定走线的阻抗高于实心接地区域上的阻抗，所以需要降低走线的电感以保持受控阻抗。因此，我们希望使走线稍微宽一些，因为这将减小走线的电感并增加相对于舱口接地的总电容。两种效果都会有助于将阻抗设置为正确的值。
编辑：hfy