Oggi, con il fiorente sviluppo di tecnologie all'avanguardia come la comunicazione 5G, l'intelligenza artificiale e il calcolo ad alte prestazioni, i dispositivi elettronici hanno requisiti prestazionali sempre più rigorosi per i circuiti stampati. Le schede elettroniche tradizionali non sono più in grado di soddisfare i requisiti di integrazione funzionale complessa e di trasmissione del segnale ad alta-velocità, mentre le schede ibride multistrato, con i loro concetti di design unici e vantaggi tecnologici, sono diventate la chiave per superare i colli di bottiglia delle prestazioni. Fornisce un solido supporto per lo sviluppo di dispositivi elettronici ad alte-prestazioni e miniaturizzazione integrando in modo innovativo diversi materiali e processi.
1, concetti fondamentali e caratteristiche del pannello multistrato ad alta pressione mista
(1) Analisi approfondita di "pressione mista" e "alto multistrato"
Il termine "pressione mista" nelle schede multistrato a pressione mista-si riferisce alla laminazione e alla combinazione di più tipi di materiali di substrato nello stesso circuito stampato in base ai requisiti funzionali di aree diverse. Questi materiali hanno le proprie caratteristiche in termini di costante dielettrica, coefficiente di dilatazione termica, resistenza meccanica e altre proprietà. Attraverso una combinazione ragionevole, è possibile ottenere prestazioni complementari. Ad esempio, nelle aree in cui è richiesta la trasmissione del segnale ad alta-velocità, vengono selezionati materiali con costante dielettrica bassa e tangente di perdita dielettrica bassa per ridurre le perdite di trasmissione del segnale; Nello strato di potenza che trasporta correnti elevate vengono utilizzati materiali con uno spessore della lamina di rame maggiore e una migliore conduttività termica.
Alto e multistrato-sottolinea che la scheda circuitale ha più strati, in genere più di 10 strati, e alcuni prodotti di fascia alta-possono raggiungere fino a 30 strati o anche di più. Questa struttura multi-strato può ottenere un layout ad alta-densità di circuiti complessi in uno spazio limitato, fornendo spazio sufficiente per l'integrazione di un gran numero di componenti elettronici e contribuendo inoltre a ottimizzare il cablaggio del segnale e la distribuzione dell'alimentazione, migliorando le prestazioni complessive del sistema circuitale.
(2) Vantaggio prestazionale superiore
Potente garanzia di integrità del segnale: la scheda multi-strato a tensione mista controlla efficacemente le variazioni di impedenza durante la trasmissione del segnale adattando accuratamente le caratteristiche dei materiali delle diverse regioni. Combinando la progettazione del cablaggio fine e la tecnologia di interconnessione interstrato, la riflessione del segnale, la diafonia e il ritardo possono essere ridotti al minimo, garantendo l'integrità dei segnali ad alta-velocità (come PCIe 5.0, HDMI 2.1, ecc.) durante la trasmissione e soddisfacendo i severi requisiti di qualità del segnale di processori ad alte-prestazioni, moduli di comunicazione ad alta-velocità, ecc.
Eccellenti capacità di dissipazione del calore e gestione dell'alimentazione: in risposta al problema dell'elevata generazione di calore nei dispositivi elettronici, le schede multistrato ad alta pressione mista- possono incorporare materiali di substrato ad alta conduttività termica o strati metallici di dissipazione del calore nelle aree chiave di generazione del calore per costruire canali di dissipazione del calore efficienti, condurre rapidamente il calore all'esterno ed evitare il degrado delle prestazioni delle apparecchiature o guasti causati dal surriscaldamento locale. In termini di gestione dell'energia, la sua struttura multi-strato consente la progettazione di strati di alimentazione e di terra indipendenti. Pianificando ragionevolmente lo spessore e la disposizione del foglio di rame, è possibile ottenere una trasmissione stabile ed efficiente di corrente elevata, fornendo un supporto di alimentazione affidabile per componenti elettronici ad alta-potenza.
Altamente integrato e ottimizzato in termini di spazio: il design strutturale multi-strato consente alla scheda di ospitare più moduli e componenti funzionali, riducendo l'uso di linee di collegamento esterne e riducendo di fatto le dimensioni complessive del dispositivo. Allo stesso tempo, la tecnologia a tensione mista può adattare in modo flessibile la struttura e le prestazioni dei circuiti stampati in base ai diversi requisiti funzionali, ottenendo un'elevata integrazione delle funzioni in uno spazio limitato, ed è un importante mezzo tecnico per ottenere la miniaturizzazione e l'alleggerimento dei dispositivi elettronici.
2, sfide del processo di produzione di pannelli multistrato ad alta pressione mista
(1) Abbinamento dei materiali e difficoltà di laminazione
Esistono differenze in parametri quali il coefficiente di dilatazione termica e la temperatura di transizione vetrosa tra i diversi materiali del substrato. Un abbinamento improprio dei materiali durante il processo di laminazione può facilmente portare a problemi quali deformazione e delaminazione del circuito. Pertanto, è necessario calcolare e selezionare accuratamente le combinazioni di materiali e controllare rigorosamente i parametri di temperatura, pressione e tempo durante il processo di laminazione per garantire che ogni strato di materiale sia strettamente legato, pur mantenendo la planarità e la stabilità dimensionale del circuito. Ciò pone requisiti estremamente elevati alle capacità di ricerca e sviluppo dei materiali e al livello di controllo dei processi dei produttori.
(2) Difficoltà nella lavorazione e nella foratura ad alta-precisione
I pannelli multistrato a pressione mista contengono in genere piccole aperture (con un'apertura minima fino a 0,1 mm) e linee sottili (con larghezza/spaziatura della linea fino a 30 μ m/30 μ m) e, a causa delle diverse proprietà del materiale, è probabile che si verifichino problemi come pareti dei fori grezzi, deviazioni dimensionali e incisione di linee irregolari durante la perforazione, l'incisione e altre lavorazioni. Per risolvere questi problemi, è necessario adottare tecnologie avanzate di perforazione laser, macchine per esposizione ad alta-precisione e apparecchiature di incisione, combinate con un controllo preciso dei parametri di processo per garantire che l'accuratezza della lavorazione soddisfi i requisiti di progettazione, garantendo al tempo stesso la coerenza della lavorazione tra diversi strati di materiale.
(3) Allineamento tra gli strati e affidabilità dell'interconnessione
Con l'aumento del numero di strati sul circuito stampato, la precisione dell'allineamento degli interstrati diventa un fattore chiave che influisce sulla qualità del prodotto. Anche piccoli spostamenti tra gli strati possono causare cortocircuiti o circuiti aperti nel circuito, provocandone il guasto. Durante il processo di produzione, sono necessari sistemi di allineamento ad alta-precisione e apparecchiature di laminazione avanzate per controllare l'offset degli interstrati entro un intervallo molto piccolo attraverso vari metodi di allineamento come l'ottica e la meccanica. Inoltre, per le strutture di interconnessione tra strati come fori ciechi e fori interrati, è necessario garantire la qualità dei fori di riempimento galvanici, garantire l'affidabilità delle connessioni elettriche tra strati e prevenire problemi come saldature virtuali e vuoti.
3, ampi scenari applicativi di pannelli multistrato ad alta pressione mista
(1) Stazione base di comunicazione 5G e apparecchiature principali
Nel campo della comunicazione 5G, le apparecchiature delle stazioni base devono gestire massicce trasmissioni di dati ad alta-velocità e complesse attività di elaborazione dei segnali, che richiedono prestazioni di trasmissione del segnale estremamente elevate, capacità di dissipazione del calore e integrazione di circuiti stampati. La scheda multistrato ibrida, con le sue eccellenti prestazioni di trasmissione del segnale ad alta-frequenza e il design efficiente di dissipazione del calore, può soddisfare le esigenze di componenti chiave come moduli RF e unità di elaborazione in banda base nelle stazioni base 5G, contribuendo a ottenere comunicazioni stabili e ad alta-velocità nelle reti 5G. Allo stesso tempo, nelle apparecchiature di rete core 5G, negli switch e in altri dispositivi di rete, anche le schede multi-strato a tensione mista svolgono un ruolo importante nel garantire un'elaborazione rapida e una trasmissione affidabile dei dati.
(2) Informatica e data center ad alte prestazioni
Per ottenere una potente potenza di calcolo, i server e le apparecchiature dei data center integrano un gran numero di processori ad alte-prestazioni, memoria ad alta-velocità e moduli di archiviazione, ponendo gravi sfide all'alimentazione, alla trasmissione del segnale e alle prestazioni di dissipazione del calore dei circuiti stampati. Ottimizzando la progettazione del livello di potenza e il cablaggio del segnale, la scheda multistrato a tensione mista-può fornire alimentazione stabile e canali di trasmissione dati ad alta-velocità per i componenti principali come i processori. Allo stesso tempo, la sua efficiente struttura di dissipazione del calore può ridurre efficacemente la temperatura operativa delle apparecchiature, migliorare la stabilità e l'affidabilità del sistema e soddisfare i requisiti di funzionamento ininterrotto 7 × 24 ore nei data center.
(3) Apparecchiature elettroniche mediche di fascia alta
I dispositivi elettronici medicali di fascia alta, come le apparecchiature per la risonanza magnetica e gli scanner TC, hanno requisiti estremamente severi in termini di precisione, stabilità e sicurezza dei circuiti stampati. Il design ad alta-precisione e l'eccellente integrità del segnale della scheda multistrato ad alta pressione mista possono soddisfare le esigenze delle apparecchiature mediche per il rilevamento e l'elaborazione dei segnali deboli, garantendo l'accuratezza e l'affidabilità della qualità dell'imaging. Allo stesso tempo, le sue funzionalità altamente integrate aiutano a ridurre le dimensioni del dispositivo, a migliorarne la portabilità e la facilità d'uso e a promuovere lo sviluppo di dispositivi elettronici medici verso direzioni più avanzate e intelligenti.