У високо-частотних і високо{1}}швидкісних сценаріях, таких як базові станції 5G міліметрових хвиль, сервери обчислювальної потужності штучного інтелекту та встановлені на автомобілях радари міліметрових хвиль, передача сигналу друкованих плат наближається до фізичних меж. Проблеми залишкового сигналу, паразитної ємності та марнотратного простору для проводки, спричинені традиційною конструкцією з наскрізними-отворами, стали основним вузьким місцем, що обмежує продуктивність системи. ІHDIКомунальні плати високої-щільності з глибоким застосуванням технології глухих отворів лазера стають основним рішенням для вирішення проблеми цілісності високочастотного сигналу-.
Наскільки смертоносними є больові точки сигналу традиційних друкованих плат у високочастотних сценаріях
Коли частота сигналу потрапляє в діапазон частот ГГц або навіть міліметрового діапазону, навіть кілька міліметрів зайвої проводки та десятки мікрометрів залишкових отворів можуть спричинити серйозне відображення сигналу, втрати та електромагнітні перешкоди. Традиційна конструкція друкованих плат із повними-отворами має три властиві недоліки, які важко вирішити:
Проблема залишкового відбиття ворсу: наскрізний-отвір, який проходить через всю плату, залишатиме зайві «хвости» за межами шляху сигналу, також відомі як залишкові ворси (заглушки), які безпосередньо спричинятимуть резонанс сигналу в діапазоні частот міліметрової хвилі, що призведе до різкого зростання частоти помилок.
Марнотратне використання простору для проводки: наскрізні отвори займають велику кількість цінного простору під контактами BGA, що унеможливлює досягнення високої-щільності проводки при зустрічі з пакетами BGA з дрібним кроком 0,4 мм або менше.
Надто довгий шлях сигналу: щоб обійти діафрагму, критичні високошвидкісні-сигнали змушені використовувати довші обхідні шляхи, що не лише збільшує затримку передавання, але й створює додаткове затухання сигналу.
Ці больові точки в таких сценаріях, як сервери AI та модулі 5G RF, які вимагають надзвичайно високої цілісності сигналу, можуть безпосередньо призвести до низької загальної продуктивності та навіть до непроходження тестів на надійність.
Лазерна технологія глухих отворів: основний ключ до вирішення високочастотних-проблем із платами HDI
Основна перевага плит HDI полягає в процесі нанесення шарів «лазерне свердління, гальванічне наповнення, сегментоване пресування», який замінює традиційні повні наскрізні отвори мікросліпими закритими отворами та реконструює логіку передачі високо-частотних сигналів із нижнього шару. На відміну від традиційного механічного свердління, глухі отвори лазера можуть досягти обробки мікроотворів з мінімальним розміром 50 мкм, безпосередньо встановлюючи вертикальний взаємозв’язок між поверхнею та цільовим внутрішнім шаром, без необхідності проникати у всю плату. Цей дизайн забезпечує три революційні покращення продуктивності:
Шлях сигналу нульового залишкового ворсу: лазерний глухий отвір з’єднує лише необхідні два шари, без додаткового залишкового ворсу в стовпі отвору, усуваючи найбільш неприємну проблему відбиття залишкового ворсу в діапазоні частот міліметрової хвилі від кореня.
Шлях сигналу значно скорочений: критичні високо{0}}швидкісні сигнали можуть переходити безпосередньо між сусідніми шарами через глухі отвори, зменшуючи відстань передачі більш ніж на 30% порівняно з традиційними-конструкціями з отворами та синхронно зменшуючи затримку сигналу та внесені втрати.
Експоненціальне збільшення щільності дроту: глухі отвори можна точно розташувати на контактних майданчиках BGA, використовуючи конструкцію «отвір на майданчику», щоб повністю використовувати простір під дрібним кроком BGA, легко досягаючи високої-щільності проводів.
Плати HDI різних порядків, адаптовані до меж продуктивності різнихвисока частотасценарії
«Порядок» плити HDI — це, по суті, кількість циклів укладання лазерних глухих отворів, а продукти з різними замовленнями відповідають абсолютно різним сценаріям застосування:
HDI першого порядку (структура 1+N+1): лише один лазерний глухий отвір просвердлюється від зовнішнього шару до другого шару за допомогою вдосконаленої технології та високої-рентабельності. Він підходить для модулів зв’язку 5G середнього та нижчого рівня та звичайних промислових плат керування та може відповідати звичайним вимогам щодо високочастотної передачі сигналу в межах 10 ГГц.
HDI другого порядку (структура 2+N+2): виготовлено за допомогою двох двонаправлених лазерних циклів укладання глухих отворів, підтримуючи конструкції мікроотворів у шаховому порядку та в стопку, з мінімальною апертурою 75 мкм, шириною лінії та інтервалом 2,5/2,5 mil, а щільність проводки збільшена більш ніж на 20% порівняно з HDI першого-порядку. Він також має високі можливості з’єднання BGA і є економічно-ефективною основною структурою, придатною для базових плат роботів.
Третій порядок і вище HDI: три або більше циклів лазерних глухих отворів, деякі -продукти високого класу можуть досягти будь-якого шару HDI, а крайній шар однієї плати може містити лазерні глухі отвори 500 000 рівнів, що робить його основним вибором для сучасних карт прискорення ШІ та високо-швидкісних комутаторів.
HDI довільного шару 5-го порядку: вимагає понад 6 циклів стиснення, і всі шари можуть бути безпосередньо з’єднані між собою через глухі отвори лазера, що представляє поточну межу технології виробництва друкованих плат, особливо націлених на надзвичайно високочастотні сценарії, такі як базові станції 5G міліметрового діапазону та високо-обчислювальні сервери ШІ.
Типовий продукт: лазерне свердління Uniwell Circuits + процес наповнення гальванічним покриттям, інженерна практика для виготовлення високо-плат HDI
Будучи виробником високоякісних друкованих плат, компанія Uniwell Circuits уже досягла стабільного масового виробництва високочастотних плат HDI у різних галузях промисловості та накопичила багатий досвід у технології лазерних глухих отворів:
16-шаровий HDI першого -порядку: з використанням процесу змішаного пресування RO4350B+high TG FR4 мінімальний діаметр глухих отворів лазера становить 0,1 мм, а надійність металізації глухих отворів перевірено кількома термічними циклами. Він розроблений спеціально для плат керування промисловими роботами та все ще може забезпечити нульові сигнали керування помилками в складних електромагнітних середовищах.
Тестування 48-шарових напівпровідників: застосовуючи процеси занурювального золота, гальванічного нанесення товстого золота та нікель-паладієвого золота, зносостійкість і провідність контактних площадок припою покращено, а залишковий куп сигналу суворо контролюється в межах 6 mil, ідеально адаптуючись до високої-щільності та високих вимог до цілісності сигналу під час тестування високоякісних-чіпів.
26 шарівжорсткі гнучкі друковані плати: забезпечує високо{0}}точне лазерне вирівнювання глухих отворів на жорстких гнучких підкладках, враховуючи гнучкі характеристики вигину та можливості високочастотної передачі сигналу. Він широко використовується в аерокосмічному бортовому електронному обладнанні та має стабільну роботу в умовах високої вібрації та широкого діапазону температур.
18-шарова плата HDI: виготовлена з високошвидкісного-матеріалу FR408HR, у поєднанні з-дизайном напівглухих отворів першого порядку, збалансованою вартістю та високочастотною продуктивністю, це основний вибір для віддалених РЧ-блоків базових станцій 5G.
Загальною основною перевагою цих продуктів є точне керування всім процесом енергії лазерного свердління, компенсації розширення та стиснення, а також рівномірності заповнення отворів гальванічним способом. Відхилення положення кожного глухого отвору контролюється в межах ± 25 мкм, а шорсткість стінки отвору контролюється на мікрометричному рівні, забезпечуючи якість передачі високочастотних сигналів з кінця процесу.
Основні області застосування високочастотних плат HDI проникають у всю галузь
Високочастотна плата HDI, яка зараз оснащена лазерною технологією глухих отворів, швидко поширилася з індустрії зв’язку на численні-галузі високого рівня виробництва:
5G і комунікаційні мережі: базові станції міліметрового діапазону, оптичні модулі, високо-швидкісні маршрутизатори, які покладаються на характеристики низьких втрат плат HDI для досягнення стабільної передачі даних на рівні десятків Гбіт/с.
Обчислювальна інфраструктура штучного інтелекту: сервери штучного інтелекту, карти прискорення GPU, високо-швидкісні плати перемикання, використання глухих отворів високої-щільності для вирішення проблеми взаємозв’язку масивних високошвидкісних-сигналів, підтримка ефективних обчислень великих моделей ШІ.
Інтелектуальна автомобільна електроніка: бортовий-радар міліметрового діапазону та контролер домену ADAS об’єднують велику кількість високо-сигналів датчиків швидкості у вузькому просторі, щоб забезпечити-реальний час і надійність системи автоматичного приводу.
Аерокосмічна та медична електроніка: радіочастотні модулі бортового зв’язку та медичних зображень можуть підтримувати високу цілісність сигналу та відповідати високим вимогам до надійності навіть у екстремальних умовах.
HDI, високочастотні, жорсткі гнучкі друковані плати