Napjainkban az élvonalbeli technológiák, például az 5G kommunikáció, a mesterséges intelligencia és a nagy-teljesítményű számítástechnika virágzó fejlődésével az elektronikus eszközök egyre szigorúbb teljesítménykövetelményeket támasztanak az áramköri lapokkal szemben. A hagyományos áramköri kártyák már nem képesek megfelelni a komplex funkcionális integráció és a nagy sebességű jelátvitel követelményeinek, míg a hibrid nagy többrétegű kártyák egyedi tervezési koncepcióikkal és technológiai előnyeikkel a teljesítmény szűk keresztmetszetek áttörésének kulcsaivá váltak. A különböző anyagok és folyamatok innovatív integrálásával szilárd támogatást nyújt az elektronikus eszközök nagy teljesítményű- és miniatürizálásának fejlesztéséhez.
1, A vegyes nyomású, nagy többrétegű táblák alapfogalmai és jellemzői
(1) A "vegyes nyomás" és a "nagy többrétegű" mély elemzése
A vegyes nyomású több{0}}rétegű lapoknál a „vegyes nyomás” kifejezés többféle hordozóanyag laminálására és kombinálására vonatkozik ugyanazon az áramköri lapon a különböző területek funkcionális követelményei szerint. Ezeknek az anyagoknak megvannak a saját jellemzői a dielektromos állandó, a hőtágulási együttható, a mechanikai szilárdság és egyéb tulajdonságok tekintetében. Ésszerű kombinációval kiegészítő teljesítmény érhető el. Például azokon a területeken, ahol nagy sebességű jelátvitelre van szükség, alacsony dielektromos állandóval és alacsony dielektromos veszteséggel rendelkező anyagokat választanak a jelátviteli veszteségek csökkentése érdekében; A nagy áramot hordozó erőrétegben nagyobb rézfóliavastagságú és jobb hővezető képességű anyagokat használnak.
A magas és több{0}}rétegű "kihangsúlyozza, hogy az áramköri lapnak több rétege van, általában 10-nél több rétegből áll elosztás, javítva az áramköri rendszer általános teljesítményét.
(2) Kiváló teljesítményelőny
Erőteljes jelintegritási garancia: A vegyes feszültségű több{0}}rétegű kártya hatékonyan szabályozza az impedancia változásait a jelátvitel során azáltal, hogy pontosan illeszkedik a különböző régiók anyagjellemzőihez. A finom vezetékezés és a rétegek közötti összekapcsolási technológia kombinálásával a jelvisszaverődés, az áthallás és a késleltetés a lehető legnagyobb mértékben minimalizálható, biztosítva a nagy sebességű jelek (például PCIe 5.0, HDMI 2.1 stb.) integritását az átvitel során, és megfelel a jelminőségre vonatkozó szigorú követelményeknek a nagy{6}}modulok, nagy teljesítményű kommunikációs folyamatok stb.
Kiváló hőelvezetési és energiagazdálkodási képességek: Az elektronikus eszközök magas hőtermelésének problémájára válaszul a vegyes nyomású, több{0}}rétegű táblák nagy hővezető képességű szubsztrátum anyagokat vagy fém hőleadó rétegeket ágyazhatnak be a kulcsfontosságú hőtermelő területeken, így hatékony hőelvezető csatornákat építhetnek ki, gyorsan kivezetik a hőt, és elkerülhetik a helyi túlmelegedés által okozott berendezés teljesítményromlását vagy meghibásodását. Ami az energiagazdálkodást illeti, több-rétegű felépítése lehetővé teszi független táp- és alaprétegek kialakítását. A rézfólia vastagságának és elrendezésének ésszerű megtervezésével stabil és hatékony nagyáram-átvitel érhető el, amely megbízható tápellátást biztosít a nagy teljesítményű elektronikai alkatrészek számára.
Nagymértékben integrált és helyoptimalizált: A több-rétegű szerkezeti kialakítás lehetővé teszi, hogy az áramköri lap több funkcionális modult és alkatrészt tudjon befogadni, csökkentve a külső csatlakozóvezetékek használatát és hatékonyan csökkentve az eszköz teljes méretét. Ugyanakkor a vegyes feszültségű technológia rugalmasan beállíthatja az áramköri kártyák szerkezetét és teljesítményét a különböző funkcionális követelményeknek megfelelően, így korlátozott helyen érhető el a funkciók magas szintű integrációja, és fontos technikai eszköz az elektronikus eszközök miniatürizálásához és könnyítéséhez.
2, A vegyes nyomású, nagy többrétegű táblák gyártási folyamatának kihívásai
(1) Anyagillesztés és laminálás nehézségei
Különbségek vannak az olyan paraméterekben, mint a hőtágulási együttható és az üvegesedési hőmérséklet a különböző hordozóanyagok között. A nem megfelelő anyagillesztés a laminálási folyamat során könnyen olyan problémákhoz vezethet, mint az áramköri kártya vetemedése és leválása. Ezért szükséges az anyagkombinációk pontos kiszámítása és kiválasztása, valamint a hőmérséklet, a nyomás és az időparaméterek szigorú ellenőrzése a laminálási folyamat során annak biztosítása érdekében, hogy minden anyagréteg szorosan össze legyen kötve, miközben megőrzi az áramköri lap síkságát és méretstabilitását. Ez rendkívül magas követelményeket támaszt a gyártók anyagkutatási-fejlesztési képességeivel és folyamatirányítási szintjével szemben.
(2) Nehézségek a nagy-precíziós megmunkálás és fúrás során
A vegyes nyomású többrétegű táblák jellemzően kis nyílásokat (legfeljebb 0,1 mm-es nyílás) és finom vonalakat tartalmaznak (akár 30 μm/30 μm vonalszélességgel/távközökkel), és a különböző anyagtulajdonságok miatt olyan problémák léphetnek fel, mint a durva lyukfalak, a méreteltérések, valamint a maratási, maratási és egyéb vonali feldolgozási hibák. E problémák megoldásához fejlett lézerfúró technológiát, nagy pontosságú expozíciós gépeket és maratóberendezéseket kell alkalmazni, valamint precíz folyamatparaméter-szabályozást kell alkalmazni annak érdekében, hogy a feldolgozási pontosság megfeleljen a tervezési követelményeknek, ugyanakkor biztosítva legyen a feldolgozás konzisztenciája a különböző anyagrétegek között.
(3) A rétegek közötti igazítás és az összekapcsolás megbízhatósága
Az áramköri lapon lévő rétegek számának növekedésével a rétegek közötti igazítási pontosság a termék minőségét befolyásoló kulcsfontosságú tényezővé válik. Még a kis rétegközi eltolások is rövidzárlatot vagy szakadást okozhatnak az áramköri lapon, ami meghibásodásához vezethet. A gyártási folyamat során nagy-precíziós igazítórendszerekre és fejlett lamináló berendezésekre van szükség a rétegközi eltolás nagyon kis tartományon belüli szabályozásához különféle igazítási módszerekkel, például optikával és mechanikával. Ezen túlmenően a rétegközi összekötő szerkezeteknél, mint például a zsákfuratok és az eltemetett lyukak, biztosítani kell a galvanizáló töltőlyukak minőségét, biztosítani kell a rétegek közötti elektromos csatlakozások megbízhatóságát, és meg kell előzni az olyan problémákat, mint a virtuális forrasztás és üregek.
3, A vegyes nyomású, nagy többrétegű lapok széles körű alkalmazási lehetőségei
(1) 5G kommunikációs bázisállomás és központi berendezés
Az 5G kommunikáció területén a bázisállomás berendezéseknek hatalmas, nagy sebességű adatátvitelt és összetett jelfeldolgozási feladatokat kell megoldaniuk, amelyekhez rendkívül nagy jelátviteli teljesítmény, hőelvezetési képesség és áramköri kártyák integrálása szükséges. A hibrid többrétegű kártya kiváló nagy-frekvenciás jelátviteli teljesítményével és hatékony hőelvezetésével képes kielégíteni az olyan kulcsfontosságú összetevők igényeit, mint az RF modulok és az 5G bázisállomások alapsávi feldolgozóegységei, segítve a nagy-sebességű és stabil kommunikációt az 5G hálózatokban. Ugyanakkor az 5G maghálózati berendezésekben, kapcsolókban és más hálózati eszközökben a vegyes feszültségű több-rétegű kártyák szintén fontos szerepet játszanak az adatok gyors feldolgozásában és megbízható átvitelében.
(2) Nagy teljesítményű számítástechnikai és adatközpontok
A nagy teljesítményű számítási teljesítmény elérése érdekében a szerverek és az adatközponti berendezések nagyszámú nagy-teljesítményű processzort, nagy-sebességű memóriát és tárolómodult integrálnak, ami komoly kihívásokat jelent az áramköri lapok tápellátása, jelátvitele és hőelvezetése szempontjából. A tápréteg kialakításának és a jelkábelezésnek optimalizálásával a vegyes feszültségű több-rétegű kártya stabil tápellátást és nagy{4}sebességű adatátviteli csatornákat biztosíthat az alapvető összetevők, például a processzorok számára. Ugyanakkor hatékony hőelvezető szerkezete hatékonyan csökkentheti a berendezés működési hőmérsékletét, javítja a rendszer stabilitását és megbízhatóságát, valamint megfelel a 7 × 24 órás megszakítás nélküli működés követelményeinek az adatközpontokban.
(3) Csúcskategóriás orvosi elektronikus berendezések
A csúcskategóriás orvosi elektronikai eszközök, például a mágneses rezonancia képalkotó berendezések és a CT-szkennerek rendkívül szigorú követelményeket támasztanak az áramköri lapok pontosságával, stabilitásával és biztonságával kapcsolatban. A vegyes nyomású, nagy többrétegű kártya nagy pontosságú kialakítása és kiváló jelintegritása megfelel a gyenge jelek észlelésére és feldolgozására szolgáló orvosi berendezések igényeinek, biztosítva a képminőség pontosságát és megbízhatóságát. Magasan integrált funkciói ugyanakkor hozzájárulnak az eszköz méretének csökkentéséhez, javítják a készülék hordozhatóságát és a könnyű használhatóságot, valamint elősegítik az orvosi elektronikai eszközök fejlesztését a fejlettebb és intelligensebb irányok felé.