Dnes, s prekvitajúcim vývojom špičkových-technológií, ako je komunikácia 5G, umelá inteligencia a-vysokovýkonná výpočtová technika, majú elektronické zariadenia čoraz prísnejšie požiadavky na výkon dosiek plošných spojov. Tradičné dosky s plošnými spojmi už nie sú schopné spĺňať požiadavky komplexnej funkčnej integrácie a vysokorýchlostného{4}}prenosu signálu, zatiaľ čo hybridné vysokovrstvové dosky so svojimi jedinečnými koncepciami dizajnu a technologickými výhodami sa stali kľúčom k prekonaniu prekážok výkonu. Poskytuje solídnu podporu pre vysoký-výkon a vývoj miniaturizácie elektronických zariadení prostredníctvom inovatívnej integrácie rôznych materiálov a procesov.
1, Základné koncepty a charakteristiky vysokotlakovej viacvrstvovej dosky
(1) Hĺbková analýza "zmiešaného tlaku" a "vysokej viacvrstvovej"
Pojem „zmiešaný tlak“ vo viacvrstvových doskách so zmiešaným tlakom- označuje laminovanie a kombináciu viacerých typov podkladových materiálov v tej istej doske plošných spojov podľa funkčných požiadaviek rôznych oblastí. Tieto materiály majú svoje vlastné charakteristiky, pokiaľ ide o dielektrickú konštantu, koeficient tepelnej rozťažnosti, mechanickú pevnosť a ďalšie vlastnosti. Primeranou kombináciou možno dosiahnuť doplnkový výkon. Napríklad v oblastiach, kde sa vyžaduje vysokorýchlostný prenos signálu, sa vyberajú materiály s nízkou dielektrickou konštantou a tangentom s nízkou dielektrickou stratou, aby sa znížili straty pri prenose signálu; Vo výkonovej vrstve, ktorá prenáša vysoké prúdy, sa používajú materiály s vyššou hrúbkou medenej fólie a lepšou tepelnou vodivosťou.
Vysoká a viac{0}}vrstvová "zdôrazňuje, že doska s plošnými spojmi má viac vrstiev, zvyčajne viac ako 10 vrstiev, a niektoré špičkové{2}}výrobky môžu dosiahnuť až 30 vrstiev alebo dokonca viac. Táto viacvrstvová štruktúra dokáže dosiahnuť vysokú-hustotu rozloženia zložitých obvodov na obmedzenom priestore, poskytuje dostatočný priestor na integráciu veľkého počtu elektronických komponentov a tiež pomáha optimalizovať celkový výkon elektrického obvodu, systému.
(2) Výhoda vynikajúceho výkonu
Výkonná záruka integrity signálu: Viacvrstvová doska so zmiešaným napätím- účinne riadi zmeny impedancie počas prenosu signálu presným prispôsobením materiálových charakteristík rôznych oblastí. Kombináciou jemného prevedenia kabeláže a technológie vzájomného prepojenia medzi vrstvami možno na maximálnu možnú mieru minimalizovať odraz signálu, presluchy a oneskorenie, čím sa zabezpečí integrita vysokorýchlostných signálov (napríklad PCIe 5.0, HDMI 2.1 atď.) počas prenosu a spĺňajú prísne požiadavky na kvalitu signálu vysoko-výkonných procesorov, vysokorýchlostných{7}} komunikačných modulov atď.
Vynikajúce možnosti odvádzania tepla a správy napájania: V reakcii na problém s vysokou tvorbou tepla v elektronických zariadeniach môžu viacvrstvové dosky so zmiešaným tlakom s vysokou tepelnou vodivosťou vložiť substrátové materiály s vysokou tepelnou vodivosťou alebo kovové vrstvy na odvádzanie tepla do kľúčových oblastí výroby tepla, aby sa vytvorili účinné kanály na odvádzanie tepla, rýchlo odvádzali teplo von a aby sa zabránilo zhoršeniu výkonu zariadenia alebo poruche spôsobenému miestnym prehriatím. Pokiaľ ide o správu napájania, jeho viacvrstvová štruktúra umožňuje navrhnúť nezávislé napájacie a základné vrstvy. Primeraným plánovaním hrúbky a rozloženia medenej fólie je možné dosiahnuť stabilný a efektívny prenos vysokého prúdu, ktorý poskytuje spoľahlivú podporu napájania pre vysokovýkonné elektronické komponenty-.
Vysoko integrované a priestorovo optimalizované: Viacvrstvový štrukturálny dizajn umožňuje doske plošných spojov umiestniť viac funkčných modulov a komponentov, čím sa znižuje používanie externých spojovacích vedení a efektívne sa zmenšuje celková veľkosť zariadenia. Technológia zmiešaného napätia môže zároveň flexibilne upravovať štruktúru a výkon dosiek plošných spojov podľa rôznych funkčných požiadaviek, čím sa dosahuje vysoká integrácia funkcií v obmedzenom priestore a je dôležitým technickým prostriedkom na dosiahnutie miniaturizácie a odľahčenia elektronických zariadení.
2, Výzvy výrobného procesu vysokotlakovej viacvrstvovej dosky
(1) Náročnosť spájania materiálov a laminácie
Medzi rôznymi materiálmi substrátu existujú rozdiely v parametroch, ako je koeficient tepelnej rozťažnosti a teplota skleného prechodu. Nesprávne prispôsobenie materiálu počas procesu laminácie môže ľahko viesť k problémom, ako je deformácia a delaminácia dosky plošných spojov. Preto je potrebné presne vypočítať a vybrať kombinácie materiálov a prísne kontrolovať parametre teploty, tlaku a času počas procesu laminácie, aby sa zabezpečilo, že každá vrstva materiálu bude pevne spojená, pri zachovaní rovinnosti a rozmerovej stability dosky plošných spojov. To kladie extrémne vysoké nároky na možnosti materiálového výskumu a vývoja a úroveň riadenia procesov výrobcov.
(2) Ťažkosti s-vysoko presným obrábaním a vŕtaním
Viacvrstvové dosky so zmiešaným tlakom zvyčajne obsahujú malé otvory (s minimálnou apertúrou do 0,1 mm) a jemné čiary (so šírkou/rozostupom čiar len 30 μm/30 μm) a kvôli rôznym materiálovým vlastnostiam sa pri vŕtaní a inom spracovaní, leptaní môžu vyskytnúť problémy, ako sú drsné steny otvorov, odchýlky rozmerov a nerovnomerné leptanie čiar. Na vyriešenie týchto problémov je potrebné prijať pokročilú technológiu laserového vŕtania, vysoko presné osvitové stroje a leptacie zariadenia v kombinácii s precíznou kontrolou parametrov procesu, aby sa zabezpečilo, že presnosť spracovania spĺňa konštrukčné požiadavky a zároveň sa zabezpečí konzistentnosť spracovania medzi rôznymi vrstvami materiálu.
(3) Zarovnanie medzi vrstvami a spoľahlivosť vzájomného prepojenia
So zvyšujúcim sa počtom vrstiev na doske plošných spojov sa presnosť zarovnania medzi vrstvami stáva kľúčovým faktorom ovplyvňujúcim kvalitu produktu. Dokonca aj malé posunutie medzivrstvy môže spôsobiť skrat alebo prerušenie obvodov na doske plošných spojov, čo vedie k jej poruche. Počas výrobného procesu sú potrebné vysoko presné vyrovnávacie systémy a pokročilé laminovacie zariadenia na riadenie posunu medzivrstvy vo veľmi malom rozsahu pomocou rôznych metód zarovnávania, ako je optika a mechanika. Okrem toho, pre medzivrstvové prepojovacie štruktúry, ako sú slepé otvory a zakopané otvory, je potrebné zabezpečiť kvalitu galvanických výplňových otvorov, zabezpečiť spoľahlivosť medzivrstvových elektrických spojení a predchádzať problémom, ako je virtuálne spájkovanie a dutiny.
3, Široké aplikačné scenáre vysokotlakovej viacvrstvovej dosky so zmiešaným tlakom
(1) 5G komunikačná základňová stanica a základné vybavenie
V oblasti komunikácie 5G musia zariadenia základňových staníc zvládnuť masívne vysokorýchlostné{1}}prenosy údajov a zložité úlohy spracovania signálu, ktoré si vyžadujú extrémne vysoký výkon prenosu signálu, schopnosť odvádzať teplo a integráciu dosiek plošných spojov. Hybridná viacvrstvová doska s vynikajúcim výkonom pri prenose vysoko-frekvenčného signálu a efektívnym dizajnom odvádzania tepla dokáže uspokojiť potreby kľúčových komponentov, ako sú RF moduly a jednotky spracovania základného pásma v základňových staniciach 5G, čím pomáha dosiahnuť vysokú-rýchlosť a stabilnú komunikáciu v sieťach 5G. V zariadeniach základnej siete 5G, prepínačoch a iných sieťových zariadeniach zároveň zohrávajú dôležitú úlohu pri zabezpečovaní rýchleho spracovania a spoľahlivého prenosu údajov viacvrstvové dosky so zmiešaným napätím-.
(2) Vysokovýkonné výpočtové a dátové centrá
S cieľom dosiahnuť vysoký výpočtový výkon servery a zariadenia dátových centier integrujú veľké množstvo -výkonných procesorov, vysokorýchlostných{1}}pamätí a modulov na ukladanie dát, čo predstavuje vážne problémy s výkonom napájania, prenosu signálu a odvodu tepla dosiek plošných spojov. Optimalizáciou dizajnu výkonovej vrstvy a signálového zapojenia môže viacvrstvová doska so zmiešaným napätím-poskytovať stabilné napájanie a vysokorýchlostné{4}}kanály prenosu údajov pre základné komponenty, ako sú procesory. Jeho efektívna štruktúra odvodu tepla zároveň dokáže efektívne znížiť prevádzkovú teplotu zariadenia, zlepšiť stabilitu a spoľahlivosť systému a splniť požiadavky na 7 × 24-hodinovú nepretržitú prevádzku v dátových centrách.
(3) Špičkové lekárske elektronické zariadenia
Špičkové lekárske elektronické zariadenia, ako sú zariadenia na zobrazovanie magnetickou rezonanciou a CT skenery, majú mimoriadne prísne požiadavky na presnosť, stabilitu a bezpečnosť dosiek plošných spojov. Vysoko-precízny dizajn a vynikajúca integrita signálu vysokotlakovej viacvrstvovej dosky so zmiešaným tlakom môžu spĺňať potreby lekárskeho vybavenia na detekciu a spracovanie slabých signálov, čím sa zabezpečí presnosť a spoľahlivosť kvality zobrazenia. Jeho vysoko integrované funkcie zároveň pomáhajú zmenšiť veľkosť zariadenia, zlepšiť jeho prenosnosť a jednoduchosť používania a podporujú vývoj lekárskych elektronických zariadení smerom k pokročilejším a inteligentnejším smerom.