W scenariuszach o wysokiej-częstotliwości i-szybkościach, takich jak stacje bazowe 5G wykorzystujące fale milimetrowe, serwery mocy obliczeniowej AI i radary wykorzystujące fale milimetrowe montowane w pojazdach, transmisja sygnału na płytkach drukowanych zbliża się do fizycznych granic. Problemy związane z pozostałościami sygnału, pojemnością pasożytniczą i marnowaną przestrzenią na okablowanie spowodowane-tradycyjną konstrukcją z otworami przelotowymi stały się głównym wąskim gardłem ograniczającym wydajność systemu. IHDIpłytki wzajemne-o dużej gęstości, z głębokim zastosowaniem technologii laserowych otworów nieprzelotowych, stają się podstawowym rozwiązaniem problemu integralności sygnału o wysokiej-częstotliwości.
Jak zabójcze są problemy z sygnałem tradycyjnych płytek drukowanych w scenariuszach o wysokiej częstotliwości
Kiedy częstotliwość sygnału wchodzi w zakres GHz lub nawet fal milimetrowych, nawet kilka milimetrów nadmiaru przewodów i dziesiątki mikrometrów pozostałych dziur może spowodować poważne odbicia sygnału, utratę i zakłócenia elektromagnetyczne. Istnieją trzy nieodłączne wady tradycyjnych projektów płytek PCB z- otworami przelotowymi, które są trudne do naprawienia:
Problem z odbiciem stosów resztkowych:-otwór przechodzący przez całą płytkę pozostawia nadmiar „ogonów” poza ścieżką sygnału, zwanych także stosami szczątkowymi, co bezpośrednio powoduje rezonans sygnału w paśmie częstotliwości fal milimetrowych, prowadząc do wzrostu poziomu błędów.
Marnowanie miejsca na okablowanie: otwory przelotowe zajmują dużą ilość cennej przestrzeni pod stykami BGA, co uniemożliwia uzyskanie-okablowania o dużej gęstości w przypadku pakietów BGA o drobnym rozstawie 0,4 mm lub mniejszym.
Zbyt długa ścieżka sygnału: aby ominąć aperturę, sygnały o krytycznej-szybkości są zmuszone do korzystania z dłuższych objazdów, co nie tylko zwiększa opóźnienie transmisji, ale także wprowadza dodatkowe tłumienie sygnału.
Te problemy, w scenariuszach takich jak serwery AI i moduły RF 5G, które wymagają wyjątkowo wysokiej integralności sygnału, mogą bezpośrednio prowadzić do ogólnej wydajności poniżej standardów, a nawet niezaliczenia testów niezawodności.
Technologia laserowych otworów nieprzelotowych: klucz do rozwiązania-problemów związanych z wysoką częstotliwością w przypadku kart HDI
Podstawową zaletą płyt HDI jest proces warstwowy, czyli „wiercenie laserowe, galwanizacja, wypełnianie, prasowanie segmentowe”, który zastępuje tradycyjne otwory przelotowe mikroślepymi otworami zakopanymi w ziemi i rekonstruuje logikę transmisji-sygnałów wysokiej częstotliwości z dolnej warstwy. W przeciwieństwie do tradycyjnego wiercenia mechanicznego, laserowe otwory nieprzelotowe umożliwiają obróbkę mikrootworów o minimalnej wielkości 50 μm, bezpośrednio ustanawiając pionowe połączenie pomiędzy powierzchnią a docelową warstwą wewnętrzną, bez konieczności penetrowania całej płyty. Ten projekt zapewnia trzy rewolucyjne ulepszenia wydajności:
Zerowa ścieżka sygnału stosu resztkowego: Laserowy otwór ślepy łączy tylko wymagane dwie warstwy, bez dodatkowego stosu resztkowego w kolumnie otworu, eliminując najbardziej kłopotliwy problem odbicia stosu resztkowego w paśmie częstotliwości fal milimetrowych od podstawy.
Ścieżka sygnału jest znacznie skrócona: krytyczne-sygnały o dużej szybkości mogą przeskakiwać bezpośrednio między sąsiednimi warstwami przez ślepe otwory, zmniejszając odległość transmisji o ponad 30% w porównaniu z tradycyjnymi-przelotowymi konstrukcjami i synchronicznie zmniejszając opóźnienie sygnału i tłumienie wtrąceniowe.
Wykładniczy wzrost gęstości okablowania: ślepe otwory można dokładnie umieścić na podkładkach BGA, wykorzystując konstrukcję „dziury w podkładce”, aby w pełni wykorzystać przestrzeń pod układem BGA o drobnej podziałce, z łatwością uzyskując-wyjście przewodu o dużej gęstości.
Płyty HDI różnych rzędów, dostosowane do granic wydajności różnychwysoka częstotliwośćscenariusze
„Kolejność” płyty HDI to w istocie liczba cykli układania laserowych otworów nieprzelotowych, a produkty o różnej kolejności odpowiadają zupełnie różnym scenariuszom zastosowań:
HDI pierwszego rzędu (struktura 1+N+1): od warstwy zewnętrznej do drugiej wierci się tylko jeden laserowy otwór nieprzelotowy, przy użyciu zaawansowanej technologii i wysokiej-opłacalności. Nadaje się do modułów komunikacyjnych 5G średniej i niskiej klasy oraz zwykłych przemysłowych płyt kontrolnych i może spełniać konwencjonalne wymagania dotyczące transmisji sygnału o wysokiej-częstotliwości w paśmie 10 GHz.
HDI drugiego rzędu (struktura 2+N+2): wytwarzany w dwóch cyklach dwukierunkowego laserowego układania ślepych otworów, obsługujący projekty mikrootworów naprzemiennych i ułożonych w stosy, z minimalną aperturą 75 μm, szerokością linii i odstępami 2,5/2,5 milicala oraz gęstością okablowania zwiększoną o ponad 20% w porównaniu z HDI-pierwszego rzędu. Ma także duże możliwości połączeń wzajemnych BGA i jest-opłacalną strukturą głównego nurtu, odpowiednią dla płyt rdzeniowych komputerów robotycznych.
Trzeci rząd i wyższy HDI: trzy lub więcej cykli laserowych ślepych otworów, niektóre-produkty z najwyższej półki mogą osiągnąć połączenie Anylayer HDI, a najbardziej zewnętrzna warstwa pojedynczej płytki może przenosić laserowe ślepe otwory o 500 000 poziomach, co czyni go głównym wyborem dla obecnych kart akceleracji AI i szybkich przełączników-.
Dowolna warstwa HDI piątego rzędu: wymaga więcej niż 6 cykli kompresji, a wszystkie warstwy można bezpośrednio połączyć ze sobą za pomocą laserowych ślepych otworów, co reprezentuje aktualny pułap technologii produkcji płytek drukowanych, szczególnie ukierunkowanej na scenariusze o ekstremalnie wysokich częstotliwościach, takie jak stacje bazowe wykorzystujące fale milimetrowe 5G i-najwyższej klasy serwery obliczeniowe AI.
Typowy produkt: proces wiercenia laserowego i galwanizacji firmy Uniwell Circuits, praktyka inżynieryjna przy produkcji płytek HDI-o wysokiej częstotliwości
Jako producent głęboko zaangażowany w-branżę wysokiej klasy płytek drukowanych, firma Uniwell Circuits osiągnęła już stabilną masową produkcję płytek HDI wysokiej częstotliwości w różnych branżach i zgromadziła bogactwo dojrzałego doświadczenia w technologii laserowych otworów nieprzelotowych:
16 warstw pierwszego zamówienia-HDI: przy zastosowaniu procesu prasowania mieszanego RO4350B + wysoki TG FR4 minimalna średnica otworu nieprzelotowego lasera wynosi 0,1 mm, a niezawodność metalizacji otworu nieprzelotowego została sprawdzona w wielu cyklach termicznych. Został zaprojektowany specjalnie dla płytek sterujących robotów przemysłowych i nadal może zapewnić sygnały sterujące o zerowym błędzie w złożonych środowiskach elektromagnetycznych.
Testowanie 48-warstwowych półprzewodników: dzięki zastosowaniu procesów złota zanurzeniowego, galwanizacji grubego złota i złota niklowo-palladowego poprawiono odporność na zużycie i przewodność pól lutowniczych, a stos resztkowy sygnału jest ściśle kontrolowany w zakresie 6 mil, doskonale dostosowując się do wymagań wysokiej-gęstości i integralności sygnału w testach wysokiej klasy-chipów.
26 warstwsztywne, elastyczne płytki drukowane: pozwala uzyskać-precyzyjne laserowe wyrównanie otworów nieprzelotowych na sztywnych, elastycznych podłożach, biorąc pod uwagę elastyczne właściwości zginania i możliwości transmisji sygnału o wysokiej częstotliwości. Jest szeroko stosowany w pokładowym sprzęcie elektronicznym w lotnictwie i ma stabilną pracę w środowiskach o wysokich wibracjach i szerokim zakresie temperatur.
18-warstwowa karta HDI: wykonana z-szybkiego materiału FR408HR, w połączeniu z konstrukcją-półślepego otworu pierwszego rzędu, zapewniająca równowagę między kosztami a wydajnością w wysokich częstotliwościach, jest głównym wyborem dla zdalnych jednostek RF stacji bazowych 5G.
Wspólną podstawową zaletą tych produktów jest precyzyjna kontrola całego procesu wiercenia laserowego, kompensacja rozszerzalności i skurczu przy ściskaniu oraz równomierność wypełniania otworów galwanicznych. Odchylenie położenia każdego otworu nieprzelotowego kontrolowane jest w zakresie ± 25 μm, a chropowatość ścianek otworu kontrolowana jest na poziomie mikrometra, zapewniając jakość transmisji sygnałów o wysokiej częstotliwości z końca procesu.
Podstawowe obszary zastosowań płytek wysokiej częstotliwości HDI przenikają całą branżę
Płytki HDI-o wysokiej częstotliwości, obecnie wyposażone w technologię laserowych otworów nieprzelotowych, szybko rozszerzyły się z branży komunikacyjnej na wiele-najwyższych dziedzin produkcji:
Sieci 5G i komunikacyjne: stacje bazowe działające na falach milimetrowych, moduły optyczne,-szybkie routery, wykorzystujące charakterystykę niskich strat kart HDI, aby zapewnić stabilną transmisję danych na poziomie dziesiątek Gb/s.
Infrastruktura obliczeniowa AI: serwery AI, karty przyspieszające GPU, tablice-o szybkim przełączaniu, wykorzystujące-ślepe dziury o dużej gęstości do rozwiązywania problemów wzajemnych połączeń ogromnych-sygnałów o dużej szybkości, wspierające wydajne obliczenia dużych modeli AI.
Inteligentna elektronika samochodowa:{{0}pokładowy radar działający na falach milimetrowych i kontroler domeny ADAS integrują dużą liczbę-sygnałów czujników dużej prędkości w wąskiej przestrzeni, aby zapewnić-czas rzeczywisty i niezawodność automatycznego układu napędowego.
Przemysł lotniczy i elektronika medyczna: pokładowy sprzęt komunikacyjny i moduły RF do obrazowania medycznego mogą utrzymać wysoką integralność sygnału i spełniać wysokie wymagania dotyczące niezawodności nawet w ekstremalnych warunkach.
HDI, sztywne, elastyczne płytki drukowane o wysokiej częstotliwości