Ve vysoko{0}}frekvenčních a vysokorychlostních scénářích, jako jsou základnové stanice s milimetrovými vlnami 5G, výkonové servery s umělou inteligencí a milimetrové radary namontované ve vozidlech, se přenos signálu desek plošných spojů blíží fyzickým limitům. Problémy se zbytkem signálu, parazitní kapacitou a plýtváním prostorem v kabeláži způsobené tradičním návrhem průchozích-děr se staly hlavním úzkým hrdlem omezujícím výkon systému. AHDIPropojovací desky s vysokou-hustotou se s hlubokou aplikací technologie laserových slepých děr stávají hlavním řešením pro řešení problému integrity vysokofrekvenčního signálu.
Jak smrtící jsou místa bolesti signálu tradičních desek plošných spojů ve scénářích s vysokou frekvencí
Když frekvence signálu vstoupí do frekvenčního pásma GHz nebo dokonce milimetrových vln, i několik milimetrů přebytečných kabelů a desítky mikrometrů zbytkových děr může způsobit vážné odrazy signálu, ztráty a elektromagnetické rušení. Tradiční design plošných spojů s plnými otvory- má tři základní nedostatky, které je obtížné vyřešit:
Problém s odrazem zbytkových hromádek: Průchozí-otvor, který prochází celou deskou, zanechá nadbytečné „ocasy“ mimo signálovou cestu, známé také jako zbytkové hromádky (Stubs), které přímo způsobí rezonanci signálu ve frekvenčním pásmu milimetrových vln, což povede k nárůstu chybovosti.
Plýtvání prostorem pro kabeláž: Průchozí otvory zabírají velké množství cenného prostoru pod kolíky BGA, což znemožňuje dosažení vysoké{0}}hustoty kabeláže, když je proti pouzdrům BGA s jemným roztečím 0,4 mm nebo méně.
Cesta signálu je příliš dlouhá: Aby bylo možné obejít clonu, jsou kritické vysokorychlostní signály- nuceny k delším oklikám, což nejen prodlužuje přenosové zpoždění, ale také přináší další útlum signálu.
Tyto bolestivé body ve scénářích, jako jsou servery AI a 5G RF moduly, které vyžadují extrémně vysokou integritu signálu, mohou přímo vést k podprůměrnému celkovému výkonu a dokonce k selhání při úspěšném složení testů spolehlivosti.
Technologie laserových slepých děr: základní klíč k řešení problémů s vysokou frekvencí-s deskami HDI
Hlavní výhoda desek HDI spočívá v procesu vrstvení „laserového vrtání a galvanického pokovování výplně segmentovaného lisování“, který nahrazuje tradiční plné průchozí otvory mikroslepými zapuštěnými otvory a rekonstruuje logiku přenosu vysokofrekvenčních signálů ze spodní vrstvy. Na rozdíl od tradičního mechanického vrtání lze slepými otvory laserem dosáhnout opracování mikrootvorů o minimální velikosti 50 μm, přímo navazujících vertikální propojení mezi povrchem a cílovou vnitřní vrstvou, aniž by bylo nutné proniknout celou deskou. Tento design přináší tři revoluční vylepšení výkonu:
Cesta signálu nulové zbytkové hromady: Laserová slepá díra spojuje pouze požadované dvě vrstvy, bez jakékoli další zbytkové hromady ve sloupci díry, čímž se eliminuje nejobtížnější problém s odrazem zbytkové hromady ve frekvenčním pásmu milimetrových vln od kořene.
Signálová cesta je výrazně zkrácena: kriticky vysoké-signály mohou přeskakovat přímo mezi sousedními vrstvami přes slepé otvory, čímž se zkrátí přenosová vzdálenost o více než 30 % ve srovnání s tradičními-provedeními průchozích otvorů a synchronně se sníží zpoždění signálu a ztráta vložení.
Exponenciální nárůst hustoty kabeláže: na podložky BGA lze přesně umístit slepé otvory pomocí konstrukce „otvor na podložce“, která plně využije prostor pod jemným roztečí BGA a snadno dosáhne vysoké-hustoty výstupu kabelů.
HDI desky různých řádů, přizpůsobené výkonnostním hranicím různýchvysoká frekvencescénáře
„Pořadí“ desky HDI je v podstatě počet stohovacích cyklů laserových slepých otvorů a produkty s různým pořadím odpovídají zcela odlišným aplikačním scénářům:
HDI prvního řádu (1+N+1 struktura): Od vnější vrstvy k druhé vrstvě je vyvrtán pouze jeden slepý laserový otvor, s vyspělou technologií a vysokou nákladovou-efektivitou. Je vhodný pro komunikační moduly 5G střední až nižší třídy a běžné průmyslové řídicí desky a dokáže splnit konvenční požadavky na přenos vysokofrekvenčního signálu v pásmu 10 GHz.
HDI druhého řádu (struktura 2+N{1}}): vyrábí se prostřednictvím dvou obousměrných laserových cyklů stohování slepých děr, které podporují návrhy střídavých a vrstvených mikrootvorů, s minimální aperturou 75 μm, šířkou čáry a roztečí 2,5/2,5 mil a hustotou zapojení se zvýšily o více než 20 % ve srovnání s první objednávkou HDI{6}}. Má také vysokou schopnost propojení BGA a je nákladově-efektivní mainstreamovou strukturou vhodnou pro základní desky robotických počítačů.
Třetí řád a vyšší HDI: Tři nebo více cyklů laserových slepých děr, některé špičkové{0}}produkty mohou dosáhnout propojení Anylayer HDI a vnější vrstva jedné desky může nést laserové slepé díry o 500 000 úrovních, což z ní činí hlavní volbu pro současné akcelerační karty AI a vysokorychlostní přepínače-.
Libovolná vrstva HDI 5. řádu: vyžaduje více než 6 kompresních cyklů a všechny vrstvy lze přímo propojit přes laserové slepé otvory, což představuje současný strop technologie výroby desek plošných spojů, konkrétně se zaměřuje na scénáře s extrémně vysokou frekvencí, jako jsou základnové stanice s milimetrovými vlnami 5G a špičkové počítačové servery s umělou inteligencí.
Typický produkt: Proces plnění laserem Uniwell Circuits + galvanické pokovování, inženýrská praxe pro výrobu vysokofrekvenčních desek HDI
Uniwell Circuits jako výrobce hluboce zapojený do oblasti špičkových{0}} PCB desek již dosáhl stabilní sériové výroby vysokofrekvenčních desek HDI v různých průmyslových odvětvích a nashromáždil bohaté zkušenosti s technologií laserových slepých děr:
16vrstvý první-řád HDI: při použití smíšeného lisovacího procesu RO4350B+high TG FR4 je minimální průměr slepého otvoru laseru 0,1 mm a spolehlivost pokovení slepého otvoru byla ověřena několika tepelnými cykly. Je navržen speciálně pro řídicí desky průmyslových robotů a stále může zajistit řídicí signály s nulovou chybou ve složitých elektromagnetických prostředích.
48vrstvé testování polovodičů: Přijetím procesů ponorného zlata, galvanického pokovování tlustého zlata a nikl-palladiového zlata se zlepšila odolnost pájecích plošek proti opotřebení a vodivost a zbytkový hromada signálu je přísně kontrolována v rozmezí 6 mil, což se dokonale přizpůsobí požadavkům na vysokou-hustotu a vysokou integritu signálu při testování špičkových- čipů.
26 vrstevtuhé ohebné desky plošných spojů: dosahuje vysoce{0}}přesného laserového zarovnání slepých otvorů na pevných pružných substrátech, přičemž bere v úvahu flexibilní ohybové charakteristiky a možnosti přenosu vysokofrekvenčního signálu. Je široce používán v leteckých palubních elektronických zařízeních a má stabilní výkon v prostředí s vysokými vibracemi a širokým teplotním rozsahem.
18vrstvá deska HDI: vyrobena z vysokorychlostního materiálu FR408HR-v kombinaci s prvotřídním designem poloslepých otvorů, vyvážením nákladů a vysokofrekvenčním výkonem je hlavní volbou pro vzdálené RF jednotky základnových stanic 5G.
Společnou hlavní výhodou těchto produktů je přesné řízení celého procesu laserové vrtací energie, kompenzace kompresní expanze a kontrakce a rovnoměrnost vyplnění otvorů galvanickým pokovováním. Odchylka polohy každého slepého otvoru je řízena v rozmezí ± 25 μm a drsnost stěny otvoru je řízena na úrovni mikrometrů, což zajišťuje kvalitu přenosu vysokofrekvenčních signálů z konce procesu.
Hlavní oblasti použití vysokofrekvenčních desek HDI pronikají do celého průmyslu
Vysokofrekvenční deska HDI, která je v současnosti vybavena technologií laserových slepých děr, se rychle rozšířila z komunikačního průmyslu do mnoha špičkových{1}}výrobních oblastí:
5G a komunikační sítě: základnové stanice s milimetrovými vlnami, optické moduly, vysokorychlostní-směrovače, které spoléhají na nízkoztrátové charakteristiky desek HDI k dosažení stabilního přenosu dat na úrovni desítek Gb/s.
Výpočetní infrastruktura AI: servery AI, akcelerační karty GPU, vysokorychlostní přepínací desky, využití slepých děr s vysokou{1}}hustotou k vyřešení problému propojení masivních vysokorychlostních-signálů, podpora efektivních výpočtů velkých modelů AI.
Inteligentní řídicí automobilová elektronika:-Palubní radar s milimetrovými vlnami a řadič domény ADAS integrují velké množství-signálů vysokorychlostních senzorů v úzkém prostoru, aby zajistily skutečný-čas a spolehlivost systému automatického pohonu.
Letecká a lékařská elektronika: Vzdušná komunikační zařízení a lékařské zobrazovací RF moduly mohou zachovat vysokou integritu signálu a splnit vysoké požadavky na spolehlivost i v extrémních prostředích.
HDI, vysokofrekvenční, pevné flexibilní desky plošných spojů