În scenariile de-frecvență înaltă și de-înaltă viteză, cum ar fi stațiile de bază cu unde milimetrice 5G, serverele de putere de calcul AI și radarele cu unde milimetrice montate pe vehicule, transmisia semnalului plăcilor cu circuite imprimate se apropie de limitele fizice. Problemele reziduurilor de semnal, capacității parazitare și spațiul de cablare irosit cauzate de designul tradițional prin-găuri traversate au devenit blocajul principal care limitează performanța sistemului. ŞiHDIPlăcile de interconectare de-înaltă densitate, cu aplicarea profundă a tehnologiei cu găuri oarbe cu laser, devin soluția de bază pentru a rezolva problema integrității semnalului de-înaltă frecvență.
Cât de mortale sunt punctele dure de semnal ale plăcilor de circuite imprimate tradiționale în scenariile de înaltă frecvență
Când frecvența semnalului intră în banda de frecvență a undelor milimetrice sau GHz, chiar și câțiva milimetri de cabluri în exces și zeci de micrometri de găuri reziduale pot provoca reflexii grave ale semnalului, pierderi și interferențe electromagnetice. Există trei defecte inerente în designul tradițional al PCB-ului cu orificii complete-care sunt greu de rezolvat:
Problemă de reflexie a grămezilor reziduali: orificiul de trecere-care străbate întreaga placă va lăsa „cozi” în exces în afara căii semnalului, cunoscute și sub denumirea de grămezi reziduali (Stubs), care vor cauza în mod direct rezonanța semnalului în banda de frecvență a undelor milimetrice, ducând la o creștere a ratei de eroare.
Risip de spațiu de cablare: găurile de trecere ocupă o cantitate mare de spațiu valoros sub pinii BGA, ceea ce face imposibilă realizarea de cablaje de-înaltă densitate atunci când se confruntă cu pachete BGA cu pas fin de 0,4 mm sau mai puțin.
Calea semnalului prea lungă: pentru a ocoli diafragma, semnalele critice de mare{0}}viteză sunt forțate să facă ocoliri mai lungi, ceea ce nu numai că mărește întârzierea transmisiei, ci și introduce o atenuare suplimentară a semnalului.
Aceste puncte dure, în scenarii precum serverele AI și modulele 5G RF care necesită o integritate extrem de ridicată a semnalului, pot duce direct la performanțe generale substandard și chiar la eșecul de a trece testele de fiabilitate.
Tehnologia cu găuri oarbe cu laser: cheia de bază pentru rezolvarea problemelor de-înaltă frecvență cu plăcile HDI
Avantajul principal al plăcilor HDI constă în procesul de stratificare de „foraj cu laser, galvanizare, umplere, presare segmentată”, care înlocuiește găurile tradiționale de trecere cu găuri îngropate micro-oarbe și reconstruiește logica de transmisie a semnalelor de înaltă-frecvență din stratul inferior. Spre deosebire de găurirea mecanică tradițională, găurile oarbe cu laser pot realiza o prelucrare a micro-găurilor cu o dimensiune minimă de 50 μ m, stabilind direct interconexiune verticală între suprafață și stratul interior țintă, fără a fi nevoie să pătrundă în întreaga placă. Acest design aduce trei îmbunătățiri revoluționare de performanță:
Calea semnalului de grămadă reziduală zero: gaura oarbă laser conectează doar cele două straturi necesare, fără nicio grămadă reziduală suplimentară în coloana găurii, eliminând cea mai deranjantă problemă de reflexie a grămezilor reziduali în banda de frecvență a undei milimetrice de la rădăcină.
Calea semnalului este scurtată semnificativ: semnalele critice de-viteză mare pot sări direct între straturile adiacente prin găuri oarbe, reducând distanța de transmisie cu mai mult de 30% în comparație cu modelele tradiționale de-găuri de trecere și reducând sincron întârzierea semnalului și pierderea de inserție.
Creștere exponențială a densității cablajului: găurile oarbe pot fi plasate cu precizie pe plăcuțele BGA, utilizând un design „găuri pe pad” pentru a utiliza pe deplin spațiul de sub BGA cu pas fin, obținând cu ușurință o densitate ridicată a firului{0}.
Plăci HDI de diferite ordine, adaptate la limitele de performanță ale diferitelorfrecventa inaltascenarii
„Comanda” plăcii HDI este în esență numărul de cicluri de stivuire a găurilor oarbe laser, iar produsele cu comenzi diferite corespund unor scenarii de aplicare complet diferite:
HDI de prim ordin (structură 1+N{+1): doar o gaură oarbă laser este găurită de la stratul exterior la cel de-al doilea strat, cu tehnologie matură și rentabilitate ridicată-. Este potrivit pentru modulele de comunicații 5G de gamă medie și inferioară și plăci de control industriale obișnuite și poate îndeplini cerințele convenționale de transmitere a semnalului de înaltă-frecvență în limitele de 10GHz.
Structura HDI de ordinul doi (2+N+2): fabricată prin două cicluri bidirecționale de stivuire a găurilor oarbe cu laser, care acceptă modele de microgăuri eșalonate și stivuite, cu o deschidere minimă de 75 μm, lățime de linii și distanță de 2,5/2,5 mil și densitatea cablajului a crescut cu mai mult de 20%{6}} de ordinul HDI. De asemenea, are o capacitate ridicată de interconectare BGA și este o structură generală-eficientă din punct de vedere al costurilor, potrivită pentru plăcile centrale de calcul pentru robot.
Ordinea a treia și peste HDI: trei sau mai multe cicluri de găuri oarbe laser, unele produse-de ultimă generație pot realiza interconectarea Anylayer HDI, iar stratul exterior al unei singure plăci poate transporta găuri oarbe laser de 500.000 de niveluri, făcându-l alegerea principală pentru cardurile de accelerare AI actuale și comutatoarele de-înaltă viteză.
Stratul arbitrar de ordinul al 5-lea HDI: necesită mai mult de 6 cicluri de compresie și toate straturile pot fi interconectate direct prin găuri oarbe laser, reprezentând plafonul actual al tehnologiei de fabricare a pcb-urilor, vizând în mod special scenarii de înaltă frecvență extremă, cum ar fi stațiile de bază cu unde milimetrice 5G și serverele de calcul AI de vârf-.
Produs tipic: proces de foraj cu laser Uniwell Circuits + umplere prin galvanizare, practică de inginerie pentru fabricarea plăcilor HDI de-înaltă frecvență
În calitate de producător profund implicat în domeniul-de PCB de ultimă generație, Uniwell Circuits a realizat deja producții de masă stabile de plăci HDI de înaltă frecvență în diferite industrii și a acumulat o experiență bogată în tehnologia găurilor oarbe cu laser:
HDI de primă-comanda cu 16 straturi: utilizând procesul de presare mixt RO4350B + TG FR4 ridicat, diametrul minim al găurii oarbe cu laser este de 0,1 mm, iar fiabilitatea metalizării găurii oarbe a fost verificată prin mai multe cicluri termice. Este proiectat special pentru plăcile de control pentru roboți industriali și poate asigura în continuare semnale de control zero erori în medii electromagnetice complexe.
Testarea semiconductoarelor pe 48 de straturi: Adoptând procesele de imersie de aur, galvanizare a aurului gros și aur nichel-paladiu, rezistența la uzură și conductivitatea plăcuțelor de lipit sunt îmbunătățite, iar grămada reziduală a semnalului este strict controlată în termen de 6mil, adaptându-se perfect la cerințele de înaltă densitate și integritate a semnalului de înaltă calitate a cipurilor de testare{3} high-end.
26 de straturiplăci de circuite imprimate flexibile rigide: realizează o-aliniere a găurilor oarbe cu laser de înaltă precizie pe substraturi flexibile rigide, ținând cont de caracteristicile flexibile de îndoire și de capabilitățile de transmitere a semnalului de înaltă frecvență. Este utilizat pe scară largă în echipamentele electronice aerospațiale de la bord și are performanțe stabile în medii cu vibrații ridicate și gamă largă de temperaturi.
Placă HDI cu 18 straturi: realizată din material FR408HR-de viteză mare, combinată cu un design semi-oarbe de-comandă de primă ordine, echilibrarea costurilor și performanța de înaltă frecvență, este alegerea principală pentru unitățile RF la distanță ale stațiilor de bază 5G.
Avantajul de bază comun al acestor produse este controlul precis al întregului proces de energie de foraj cu laser, compensarea expansiunii și contracției compresiei și uniformitatea umplerii găurilor de galvanizare. Abaterea de poziție a fiecărei găuri oarbe este controlată în ± 25 μ m, iar rugozitatea peretelui găurii este controlată la nivelul micrometrului, asigurând calitatea transmisiei semnalelor de înaltă frecvență de la sfârșitul procesului.
Domeniile de aplicare de bază ale plăcilor de înaltă frecvență HDI pătrund în întreaga industrie
Placa HDI de-înaltă frecvență echipată în prezent cu tehnologia cu găuri oarbe laser s-a extins rapid de la industria comunicațiilor la mai multe-domeni de producție de vârf:
5G și rețele de comunicații: stații de bază cu unde milimetrice, module optice, routere-de mare viteză, bazându-se pe caracteristicile de pierdere redusă ale plăcilor HDI pentru a obține o transmisie stabilă a datelor la nivel de zeci de Gbps.
Infrastructură de calcul AI: servere AI, carduri de accelerare GPU, panouri de comutare cu-viteză mare, folosind găuri oarbe de-densitate mare pentru a rezolva problema de interconectare a semnalelor masive de-viteză, susținând calcularea eficientă a modelelor mari AI.
Conducere inteligentă electronică auto: radarul cu unde milimetrice de bord și controlerul de domeniu ADAS integrează un număr mare de semnale de-senzori de mare viteză într-un spațiu îngust pentru a asigura timpul real-și fiabilitatea sistemului de conducere automată.
Aerospațială și electronică medicală: Echipamentele de comunicații aeriene și modulele RF pentru imagistica medicală pot menține o integritate ridicată a semnalului și pot îndeplini cerințele de fiabilitate ridicate chiar și în medii extreme.
HDI, de înaltă frecvență, plăci de circuite imprimate flexibile rigide