En escenaris d'alta-freqüència i alta-velocitat, com ara estacions base d'ones mil·límetres 5G, servidors d'energia informàtica d'IA i radars d'ona mil·limètrica muntats en vehicles, la transmissió del senyal de les plaques de circuit imprès s'acosta als límits físics. Els problemes de residus de senyal, capacitat paràsita i espai de cablejat malgastat causats pel disseny tradicional de-forats passants s'han convertit en el coll d'ampolla bàsic que restringeix el rendiment del sistema. IIDHLes plaques d'interconnexió d'alta-densitat, amb l'aplicació profunda de la tecnologia de forats cecs làser, s'estan convertint en la solució bàsica per resoldre el problema de la integritat del senyal d'alta-freqüència.
Què tan mortals són els punts dolorosos del senyal de les plaques de circuits impresos tradicionals en escenaris d'alta freqüència
Quan la freqüència del senyal entra a la banda de freqüència de les ones de GHz o fins i tot mil·límetres, fins i tot uns pocs mil·límetres d'excés de cablejat i desenes de micròmetres de forats residuals poden causar greus reflexos, pèrdues i interferències electromagnètiques del senyal. Hi ha tres defectes inherents al disseny tradicional de PCB de-forat total que són difícils de resoldre:
Problema de reflexió de la pila residual: el-forat que travessa tota la placa deixarà l'excés de "cues" fora del camí del senyal, també coneguts com a piles residuals (Stubs), que provocarà directament ressonància del senyal a la banda de freqüència d'ona mil·limètrica, provocant un augment de la taxa d'error.
Malbaratament d'espai de cablejat: els forats passants ocupen una gran quantitat d'espai valuós per sota dels pins BGA, cosa que fa impossible aconseguir un cablejat d'alta-densitat quan s'enfronten a paquets BGA amb un pas fi de 0,4 mm o menys.
Trajecte del senyal massa llarg: per evitar l'obertura, els senyals crítics d'alta-velocitat es veuen obligats a fer desviaments més llargs, la qual cosa no només augmenta el retard de transmissió sinó que també introdueix una atenuació del senyal addicional.
Aquests punts dolorosos, en escenaris com els servidors d'IA i els mòduls de RF 5G que requereixen una integritat del senyal extremadament alta, poden conduir directament a un rendiment general deficient i fins i tot a no superar les proves de fiabilitat.
Tecnologia làser de forats cecs: la clau bàsica per resoldre problemes d'alta-freqüència amb plaques HDI
L'avantatge principal de les plaques HDI rau en el procés d'estratificació de "perforació làser, galvanoplastia, ompliment de premsat segmentat", que substitueix els forats tradicionals plens per micro forats enterrats cecs i reconstrueix la lògica de transmissió dels senyals d'alta freqüència -des de la capa inferior. A diferència de la perforació mecànica tradicional, els forats cecs làser poden aconseguir un processament de microforats amb una mida mínima de 50 μ m, establint directament la interconnexió vertical entre la superfície i la capa interior objectiu, sense necessitat de penetrar tot el tauler. Aquest disseny aporta tres millores de rendiment revolucionàries:
Camí del senyal de pila residual zero: el forat cec làser només connecta les dues capes necessàries, sense cap pila residual addicional a la columna del forat, eliminant el problema de reflexió de pila residual més problemàtic a la banda de freqüència d'ona mil·limètrica des de l'arrel.
El camí del senyal s'escurça significativament: els senyals crítics d'alta-velocitat poden saltar directament entre capes adjacents a través de forats cecs, reduint la distància de transmissió en més d'un 30% en comparació amb els dissenys tradicionals de-forats passants i reduint de manera sincrònica el retard del senyal i la pèrdua d'inserció.
Augment exponencial de la densitat del cablejat: els forats cecs es poden col·locar amb precisió als coixinets BGA, utilitzant un disseny de "forat al coixinet" per aprofitar completament l'espai sota el BGA de pas fi, aconseguint fàcilment una sortida de cable d'alta{0}}densitat.
Taulers HDI de diferents ordres, adaptats als límits de rendiment dels diferentsalta freqüènciaescenaris
L'"ordre" de la placa HDI és essencialment el nombre de cicles d'apilament de forats cecs làser, i els productes amb diferents comandes corresponen a escenaris d'aplicació completament diferents:
IDH de primer ordre (estructura 1+N+1): només es perfora un forat cec làser des de la capa exterior fins a la segona capa, amb una tecnologia madura i un alt cost-efectivitat. És adequat per a mòduls de comunicació 5G de gamma mitjana i baixa i taulers de control industrials normals, i pot complir els requisits convencionals de transmissió de senyals d'alta freqüència -a 10 GHz.
Estructura HDI de segon ordre (2+N+2): fabricada mitjançant dos cicles d'apilament de forats cecs làser bidireccionals, que admeten dissenys de microforats esglaonats i apilats, amb una obertura mínima de 75 μm, amplada de línia i espaiat de 2,5/2,5 mil, i la densitat del cablejat augmenta més d'un 20% en comparació amb l'HDI de primer ordre.{6}} També té una gran capacitat d'interconnexió BGA i és una estructura general-eficaç de cost i adequada per a plaques centrals de robots informàtics.
Tercer ordre i superior a HDI: tres o més cicles de forats cecs làser, alguns productes-de gamma alta poden aconseguir la interconnexió Anylayer HDI i la capa més externa d'una sola placa pot portar forats cecs làser de 500.000 nivells, la qual cosa la converteix en l'opció principal per a les targetes d'acceleració d'IA actuals i els interruptors d'alta-velocitat.
Capa arbitraria HDI de 5è ordre: requereix més de 6 cicles de compressió i totes les capes es poden interconnectar directament a través de forats cecs làser, que representen el sostre actual de la tecnologia de fabricació de PCB, específicament orientats a escenaris d'alta freqüència extrema, com ara estacions base d'ones mil·límetres 5G i servidors d'informàtica d'IA{3}}de gamma alta.
Producte típic: procés d'ompliment de perforació làser de circuits Uniwell + galvanoplastia, pràctica d'enginyeria per a la fabricació de plaques HDI d'alta-freqüència
Com a fabricant profundament implicat en el -camp de PCB de gamma alta, Uniwell Circuits ja ha aconseguit caixes de producció massiva estables de plaques HDI d'alta freqüència en diferents indústries i ha acumulat una gran experiència madura en la tecnologia de forats cecs làser:
HDI de primer -ordre de 16 capes: utilitzant el procés de premsat mixt RO4350B + TG FR4 alt, el diàmetre mínim del forat cec làser és de 0,1 mm i la fiabilitat de la metal·lització del forat cec s'ha verificat mitjançant múltiples cicles tèrmics. Està dissenyat específicament per a taulers de control de robots industrials i encara pot garantir senyals de control d'error zero en entorns electromagnètics complexos.
Proves de semiconductors de 48 capes: adoptant els processos d'or d'immersió, galvanoplastia d'or gruixut i or de níquel-pal·ladi, es milloren la resistència al desgast i la conductivitat dels coixinets de soldadura, i la pila residual del senyal es controla estrictament en 6 mil, adaptant-se perfectament als requisits d'alta -densitat i alta integritat del xip{3}} de les proves de xip{3} de gamma alta.
26 capesplaques de circuits impresos flexibles rígids: aconsegueix una-alineació làser d'alta precisió dels forats cecs en substrats flexibles rígids, tenint en compte les característiques de flexió flexible i les capacitats de transmissió de senyal d'alta freqüència. S'utilitza àmpliament en equips electrònics aeroespacials a bord i té un rendiment estable en entorns d'alta vibració i ampli rang de temperatures.
Placa HDI de 18 capes: feta de material d'alta-velocitat FR408HR, combinada amb un disseny de forat semi cec de primer-ordre, equilibrant el cost i el rendiment d'alta freqüència, és l'opció principal per a unitats de RF remotes d'estacions base 5G.
L'avantatge bàsic comú d'aquests productes és el control precís de tot el procés d'energia de perforació làser, compensació d'expansió i contracció de compressió i uniformitat d'ompliment de forats de galvanoplastia. La desviació de posició de cada forat cec es controla dins de ± 25 μ m, i la rugositat de la paret del forat es controla a nivell de micròmetre, assegurant la qualitat de transmissió dels senyals d'alta freqüència des del final del procés.
Les àrees d'aplicació bàsiques de les plaques d'alta freqüència HDI estan penetrant a tota la indústria
La placa HDI d'alta-freqüència actualment equipada amb tecnologia làser de forats cecs s'ha estès ràpidament des de la indústria de la comunicació a múltiples camps de fabricació-de gamma alta:
5G i xarxes de comunicació: estacions base d'ones mil·límetres, mòduls òptics, encaminadors d'alta-velocitat, que confien en les característiques de baixa pèrdua de les plaques HDI per aconseguir una transmissió de dades estable a nivell de desenes de Gbps.
Infraestructura informàtica d'IA: servidors d'IA, targetes d'acceleració de GPU, taulers de commutació d'alta-velocitat, utilitzant forats cecs d'alta-densitat per resoldre el problema d'interconnexió de senyals massius d'alta-velocitat, donant suport al càlcul eficient de grans models d'IA.
Electrònica d'automòbil de conducció intel·ligent: el-radar d'ona mil·limètrica a bord i el controlador de domini ADAS integren un gran nombre de senyals de sensors d'-alta velocitat en un espai reduït per garantir el-temps real i la fiabilitat del sistema de conducció automàtica.
Aeroespacial i electrònica mèdica: els equips de comunicació aerotransportats i els mòduls de RF d'imatges mèdiques poden mantenir una alta integritat del senyal i complir els requisits d'alta fiabilitat fins i tot en entorns extrems.
HDI, alta freqüència, plaques de circuits impresos flexibles rígids