Σε σενάρια-υψηλής συχνότητας και υψηλής-ταχύτητας, όπως σταθμοί βάσης κυμάτων χιλιοστών 5G, διακομιστές ισχύος υπολογισμού τεχνητής νοημοσύνης και ραντάρ κυμάτων χιλιοστών που είναι τοποθετημένα σε όχημα, η μετάδοση σήματος των πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων πλησιάζει τα φυσικά όρια. Τα προβλήματα του υπολείμματος σήματος, της παρασιτικής χωρητικότητας και του χαμένου χώρου καλωδίωσης που προκαλούνται από τον παραδοσιακό σχεδιασμό διά{4}}οπών έχουν γίνει το βασικό σημείο συμφόρησης που περιορίζει την απόδοση του συστήματος. ΚαιHDIΟι πλακέτες διασύνδεσης υψηλής-πυκνότητας, με τη βαθιά εφαρμογή της τεχνολογίας τυφλών οπών λέιζερ, γίνονται η βασική λύση για την επίλυση του προβλήματος της ακεραιότητας του σήματος υψηλής-συχνότητας.
Πόσο θανατηφόρα είναι τα σημεία πόνου σήματος των παραδοσιακών πλακών τυπωμένων κυκλωμάτων σε σενάρια υψηλής συχνότητας
Όταν η συχνότητα του σήματος εισέρχεται στη ζώνη συχνοτήτων κύματος GHz ή ακόμη και σε χιλιοστά, ακόμη και μερικά χιλιοστά υπερβολικής καλωδίωσης και δεκάδες μικρόμετρα υπολειπόμενων οπών μπορεί να προκαλέσουν σοβαρή ανάκλαση σήματος, απώλεια και ηλεκτρομαγνητικές παρεμβολές. Υπάρχουν τρία εγγενή ελαττώματα στον παραδοσιακό σχεδιασμό πλήρους{1}}οπής pcb που είναι δύσκολο να επιλυθούν:
Πρόβλημα ανάκλασης υπολειπόμενου πασσάλου: Η διαμπερής-τρύπα που διατρέχει ολόκληρη την πλακέτα θα αφήσει υπερβολικές "ουρές" έξω από τη διαδρομή σήματος, γνωστές και ως υπολειπόμενες σωροί (Stubs), οι οποίες θα προκαλέσουν άμεσα συντονισμό σήματος στη ζώνη συχνοτήτων κύματος χιλιοστών, οδηγώντας σε αύξηση του ρυθμού σφάλματος.
Σπατάλη χώρου καλωδίωσης: Οι διαμπερείς οπές καταλαμβάνουν μεγάλο μέρος του πολύτιμου χώρου κάτω από τις ακίδες BGA, καθιστώντας αδύνατη την επίτευξη καλωδίωσης υψηλής πυκνότητας όταν αντιμετωπίζετε πακέτα BGA με λεπτό βήμα 0,4 mm ή λιγότερο.
Υπερβολικά μεγάλη διαδρομή σήματος: Για να παρακαμφθεί το διάφραγμα, τα κρίσιμα σήματα υψηλής-ταχύτητας αναγκάζονται να κάνουν μεγαλύτερες παρακάμψεις, γεγονός που όχι μόνο αυξάνει την καθυστέρηση μετάδοσης αλλά και εισάγει πρόσθετη εξασθένηση του σήματος.
Αυτά τα σημεία πόνου, σε σενάρια όπως διακομιστές AI και μονάδες RF 5G που απαιτούν εξαιρετικά υψηλή ακεραιότητα σήματος, μπορούν άμεσα να οδηγήσουν σε υποτυπώδη συνολική απόδοση και ακόμη και σε αποτυχία να περάσουν τα τεστ αξιοπιστίας.
Τεχνολογία τυφλών οπών λέιζερ: το βασικό κλειδί για την επίλυση προβλημάτων υψηλής-συχνότητας με πλακέτες HDI
Το βασικό πλεονέκτημα των πλακών HDI έγκειται στη διαδικασία διαστρωμάτωσης της "διάτρησης με λέιζερ ηλεκτρολυτική πλήρωση τμηματικής πίεσης", η οποία αντικαθιστά τις παραδοσιακές πλήρεις οπές με μικροτυφλές θαμμένες οπές και αναδομεί τη λογική μετάδοσης σημάτων υψηλής-συχνότητας από το κάτω στρώμα. Σε αντίθεση με την παραδοσιακή μηχανική διάτρηση, οι τυφλές τρύπες με λέιζερ μπορούν να επιτύχουν επεξεργασία μικροοπών με ελάχιστο μέγεθος 50 μ m, δημιουργώντας απευθείας κάθετη διασύνδεση μεταξύ της επιφάνειας και του εσωτερικού στρώματος στόχου, χωρίς την ανάγκη διείσδυσης σε ολόκληρη την σανίδα. Αυτός ο σχεδιασμός φέρνει τρεις επαναστατικές βελτιώσεις απόδοσης:
Διαδρομή σήματος μηδενικού υπολειπόμενου πασσάλου: Η τυφλή οπή λέιζερ συνδέει μόνο τα απαιτούμενα δύο στρώματα, χωρίς κανένα επιπλέον υπολειπόμενο σωρό στη στήλη της οπής, εξαλείφοντας το πιο ενοχλητικό πρόβλημα ανάκλασης υπολειπόμενου πασσάλου στη ζώνη συχνοτήτων κύματος χιλιοστών από τη ρίζα.
Η διαδρομή του σήματος συντομεύεται σημαντικά: τα κρίσιμα σήματα υψηλής-ταχύτητας μπορούν να μεταπηδήσουν απευθείας μεταξύ γειτονικών στρωμάτων μέσω τυφλών οπών, μειώνοντας την απόσταση μετάδοσης κατά περισσότερο από 30% σε σύγκριση με τα παραδοσιακά σχέδια διά-οπών και μειώνοντας ταυτόχρονα την καθυστέρηση και την απώλεια σήματος.
Εκθετική αύξηση στην πυκνότητα καλωδίωσης: οι τυφλές οπές μπορούν να τοποθετηθούν με ακρίβεια στα μαξιλαράκια BGA, χρησιμοποιώντας ένα σχέδιο "τρύπα στο μαξιλάρι" για να αξιοποιηθεί πλήρως ο χώρος κάτω από το λεπτό βήμα BGA, επιτυγχάνοντας εύκολα έξοδο σύρματος υψηλής-πυκνότητας.
Πίνακες HDI διαφορετικών παραγγελιών, προσαρμοσμένες στα όρια απόδοσης διαφορετικώνυψηλή συχνότητασενάρια
Η "παραγγελία" της πλακέτας HDI είναι ουσιαστικά ο αριθμός των κύκλων στοίβαξης των τυφλών οπών λέιζερ και τα προϊόντα με διαφορετικές παραγγελίες αντιστοιχούν σε εντελώς διαφορετικά σενάρια εφαρμογής:
HDI πρώτης τάξης (1+N+1 δομή): Μόνο μία τυφλή τρύπα λέιζερ ανοίγει από το εξωτερικό στρώμα στο δεύτερο στρώμα, με ώριμη τεχνολογία και υψηλή-αποτελεσματικότητα κόστους. Είναι κατάλληλο για μονάδες επικοινωνίας 5G μεσαίου έως χαμηλού επιπέδου και συνηθισμένες βιομηχανικές πλακέτες ελέγχου και μπορεί να καλύψει τις συμβατικές απαιτήσεις μετάδοσης σήματος υψηλής συχνότητας εντός 10 GHz.
HDI δεύτερης τάξης (2+N+2 δομή): κατασκευάζεται μέσω δύο αμφίδρομων κύκλων στοίβαξης τυφλών οπών λέιζερ, που υποστηρίζει σχέδια με κλιμακωτές και στοιβαγμένες μικροοπές, με ελάχιστο διάφραγμα 75 μ m, πλάτος γραμμής και απόσταση 2,5/2,5 χιλιοστά και πυκνότητα καλωδίωσης αυξημένη κατά περισσότερο από}}{0% από το πρώτο. Διαθέτει επίσης υψηλή ικανότητα διασύνδεσης BGA και είναι μια-οικονομική κύρια δομή κατάλληλη για πίνακες πυρήνων υπολογιστών ρομπότ.
HDI τρίτης τάξης και άνω: Τρεις ή περισσότεροι κύκλοι τυφλών οπών λέιζερ, ορισμένα προϊόντα υψηλού-τελικού μπορούν να επιτύχουν διασύνδεση HDI οποιασδήποτε στρώσης και το πιο εξωτερικό στρώμα μιας πλακέτας μπορεί να φέρει τυφλές τρύπες λέιζερ 500000 επιπέδων, καθιστώντας το την κύρια επιλογή για τις τρέχουσες κάρτες επιτάχυνσης τεχνητής νοημοσύνης και τους διακόπτες υψηλής-.
Αυθαίρετο επίπεδο HDI 5ης τάξης: απαιτεί περισσότερους από 6 κύκλους συμπίεσης και όλα τα στρώματα μπορούν να συνδεθούν απευθείας μέσω τυφλών οπών λέιζερ, που αντιπροσωπεύουν το τρέχον ανώτατο όριο της τεχνολογίας κατασκευής PCB, στοχεύοντας συγκεκριμένα σενάρια ακραίων υψηλών συχνοτήτων, όπως σταθμούς βάσης κυμάτων χιλιοστών 5G και διακομιστές υπολογιστών τεχνητής νοημοσύνης υψηλού-.
Τυπικό προϊόν: Uniwell Circuits διάτρηση με λέιζερ + διαδικασία πλήρωσης ηλεκτρολυτικής, τεχνική πρακτική για την κατασκευή πλακών HDI υψηλής-συχνότητας
Ως κατασκευαστής που εμπλέκεται βαθιά στον τομέα των pcb-υψηλών προδιαγραφών, η Uniwell Circuits έχει ήδη επιτύχει σταθερές περιπτώσεις μαζικής παραγωγής πλακών HDI υψηλής συχνότητας σε διαφορετικούς κλάδους και έχει συγκεντρώσει πληθώρα ώριμη εμπειρία στην τεχνολογία τυφλών οπών λέιζερ:
Πρώτη στρώση 16-παραγγελίας HDI: χρησιμοποιώντας τη διαδικασία μικτής συμπίεσης RO4350B+high TG FR4, η ελάχιστη διάμετρος τυφλής οπής λέιζερ είναι 0,1 mm και η αξιοπιστία της επιμετάλλωσης τυφλών οπών έχει επαληθευτεί μέσω πολλαπλών θερμικών κύκλων. Έχει σχεδιαστεί ειδικά για βιομηχανικούς πίνακες ελέγχου ρομπότ και μπορεί ακόμα να εξασφαλίσει μηδενικά σήματα ελέγχου σφαλμάτων σε πολύπλοκα ηλεκτρομαγνητικά περιβάλλοντα.
Δοκιμή ημιαγωγών 48 στρώσεων: Υιοθετώντας τις διαδικασίες εμβάπτισης χρυσού, ηλεκτρολυτικής επίστρωσης χοντρό χρυσού και νικελίου χρυσού παλλαδίου, βελτιώνεται η αντίσταση στη φθορά και η αγωγιμότητα των μαξιλαριών συγκόλλησης και ο υπολειπόμενος σωρός του σήματος ελέγχεται αυστηρά εντός 6 mil, προσαρμόζοντας τέλεια τις απαιτήσεις υψηλής-πυκνότητας και υψηλών τεστ σήματος{3}.
26 στρώσειςάκαμπτες εύκαμπτες πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων: επιτυγχάνει ευθυγράμμιση τυφλών οπών με λέιζερ υψηλής-ακρίβειας σε άκαμπτα εύκαμπτα υποστρώματα, λαμβάνοντας υπόψη τα χαρακτηριστικά εύκαμπτης κάμψης και τις δυνατότητες μετάδοσης σήματος υψηλής συχνότητας. Χρησιμοποιείται ευρέως στον ενσωματωμένο ηλεκτρονικό εξοπλισμό της αεροδιαστημικής και έχει σταθερή απόδοση σε περιβάλλοντα υψηλών κραδασμών και μεγάλου εύρους θερμοκρασίας.
Πλακέτα HDI 18 στρωμάτων: κατασκευασμένη από υλικό υψηλής-ταχύτητας FR408HR, σε συνδυασμό με σχεδιασμό ημιτυφλής οπής πρώτης-παραγγελίας, εξισορροπητικό κόστος και απόδοση υψηλής συχνότητας, είναι η κύρια επιλογή για απομακρυσμένες μονάδες ραδιοσυχνοτήτων σταθμών βάσης 5G.
Το κοινό βασικό πλεονέκτημα αυτών των προϊόντων είναι ο ακριβής έλεγχος της όλης διαδικασίας της ενέργειας διάτρησης με λέιζερ, η αντιστάθμιση διαστολής και συστολής συμπίεσης και η ομοιομορφία πλήρωσης οπών με ηλεκτρολυτική επιμετάλλωση. Η απόκλιση θέσης κάθε τυφλής οπής ελέγχεται εντός ± 25 μ m και η τραχύτητα του τοιχώματος της οπής ελέγχεται σε επίπεδο μικρομέτρου, διασφαλίζοντας την ποιότητα μετάδοσης σημάτων υψηλής συχνότητας από το τέλος της διεργασίας.
Οι βασικοί τομείς εφαρμογής των πλακών υψηλής συχνότητας HDI διεισδύουν σε ολόκληρο τον κλάδο
Η πλακέτα HDI υψηλής{0}}συχνότητας που είναι επί του παρόντος εξοπλισμένη με τεχνολογία τυφλών οπών λέιζερ έχει επεκταθεί γρήγορα από τον κλάδο των επικοινωνιών σε πολλαπλούς τομείς κατασκευής υψηλών-τελών:
5G και δίκτυα επικοινωνίας: σταθμοί βάσης κυμάτων χιλιοστών, οπτικές μονάδες, δρομολογητές υψηλής-ταχύτητας, που βασίζονται στα χαρακτηριστικά χαμηλής απώλειας των πλακών HDI για την επίτευξη σταθερής μετάδοσης δεδομένων σε επίπεδο δεκάδων Gbps.
Υπολογιστική υποδομή τεχνητής νοημοσύνης: διακομιστές τεχνητής νοημοσύνης, κάρτες επιτάχυνσης GPU,-πίνακες μεταγωγής υψηλής ταχύτητας, χρήση τυφλών οπών υψηλής-πυκνότητας για την επίλυση του προβλήματος διασύνδεσης των μαζικών σημάτων υψηλής-ταχύτητας, που υποστηρίζουν αποτελεσματικούς υπολογισμούς μεγάλων μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης.
Έξυπνα ηλεκτρονικά αυτοκίνητα οδήγησης: το ραντάρ χιλιοστών κυμάτων επί του σκάφους και ο ελεγκτής τομέα ADAS ενσωματώνουν μεγάλο αριθμό-σημάτων αισθητήρων υψηλής ταχύτητας σε στενό χώρο για να εξασφαλίσουν τον πραγματικό-χρόνο και την αξιοπιστία του συστήματος αυτόματης μετάδοσης κίνησης.
Αεροδιαστημική και Ιατρικά Ηλεκτρονικά: Ο αερομεταφερόμενος εξοπλισμός επικοινωνίας και οι μονάδες ραδιοσυχνοτήτων ιατρικής απεικόνισης μπορούν να διατηρήσουν υψηλή ακεραιότητα σήματος και να ανταποκριθούν σε υψηλές απαιτήσεις αξιοπιστίας ακόμη και σε ακραία περιβάλλοντα.
Πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων HDI, υψηλής συχνότητας, άκαμπτου flex