Hoje, com o desenvolvimento florescente de tecnologias-de ponta, como comunicação 5G, inteligência artificial e computação de alto-desempenho, os dispositivos eletrônicos têm requisitos de desempenho cada vez mais rigorosos para placas de circuito. As placas de circuito tradicionais não são mais capazes de atender aos requisitos de integração funcional complexa e transmissão de sinais de alta{4}}velocidade, enquanto as placas híbridas de alta multicamada, com seus conceitos de design exclusivos e vantagens tecnológicas, tornaram-se a chave para superar gargalos de desempenho. Ele fornece suporte sólido para o desenvolvimento de alto-desempenho e miniaturização de dispositivos eletrônicos, integrando de forma inovadora diferentes materiais e processos.
1, Conceitos básicos e características da placa multicamadas de alta pressão mista
(1) Análise profunda de "pressão mista" e "alta multicamada"
O termo "pressão mista" em placas multi-de pressão mista refere-se à laminação e combinação de vários tipos de materiais de substrato na mesma placa de circuito de acordo com os requisitos funcionais de diferentes áreas. Esses materiais possuem características próprias em termos de constante dielétrica, coeficiente de expansão térmica, resistência mecânica e outras propriedades. Através de uma combinação razoável, o desempenho complementar pode ser alcançado. Por exemplo, em áreas onde a transmissão de sinal de alta{4}}velocidade é necessária, materiais com baixa constante dielétrica e baixa tangente de perda dielétrica são selecionados para reduzir as perdas de transmissão de sinal; Na camada de potência que transporta altas correntes, são utilizados materiais com maior espessura de folha de cobre e melhor condutividade térmica.
Alta e multi{0}}camadas "enfatiza que a placa de circuito tem mais camadas, geralmente mais de 10 camadas, e alguns produtos-de última geração podem atingir até 30 camadas ou até mais. Essa estrutura multi-de camadas pode alcançar layout de alta-densidade de circuitos complexos em um espaço limitado, fornecendo espaço suficiente para a integração de um grande número de componentes eletrônicos e também ajudando a otimizar a fiação de sinal e a distribuição de energia, melhorando o desempenho geral do sistema de circuito.
(2) Vantagem de desempenho superior
Garantia poderosa de integridade do sinal: a placa multi-camadas de tensão mista controla efetivamente as alterações de impedância durante a transmissão do sinal, combinando com precisão as características do material de diferentes regiões. Ao combinar o design de fiação fina e a tecnologia de interconexão entre camadas, a reflexão do sinal, a diafonia e o atraso podem ser minimizados ao máximo possível, garantindo a integridade dos sinais de alta-velocidade (como PCIe 5.0, HDMI 2.1 etc.) durante a transmissão e atendendo aos requisitos rigorosos de qualidade de sinal de processadores de alto-desempenho, módulos de comunicação-de alta velocidade etc.
Excelentes recursos de dissipação de calor e gerenciamento de energia: em resposta ao problema de alta geração de calor em dispositivos eletrônicos, placas multi-de alta pressão e pressão mista podem incorporar materiais de substrato de alta condutividade térmica ou camadas de dissipação de calor de metal nas principais áreas de geração de calor para construir canais de dissipação de calor eficientes, conduzir rapidamente o calor e evitar a degradação do desempenho do equipamento ou falha causada por superaquecimento local. Em termos de gerenciamento de energia, sua estrutura multi-camadas permite o projeto de camadas independentes de energia e de solo. Ao planejar razoavelmente a espessura e o layout da folha de cobre, é possível obter uma transmissão de alta corrente estável e eficiente, fornecendo suporte de energia confiável para componentes eletrônicos-de alta potência.
Altamente integrado e com espaço otimizado: o design estrutural de múltiplas{0}}camadas permite que a placa de circuito acomode mais módulos e componentes funcionais, reduzindo o uso de linhas de conexão externas e reduzindo efetivamente o tamanho geral do dispositivo. Ao mesmo tempo, a tecnologia de tensão mista pode ajustar com flexibilidade a estrutura e o desempenho das placas de circuito de acordo com diferentes requisitos funcionais, alcançando alta integração de funções em espaços limitados, e é um meio técnico importante para alcançar a miniaturização e leveza de dispositivos eletrônicos.
2, Desafios do processo de fabricação de placa multicamadas de alta pressão mista
(1) Combinação de materiais e dificuldade de laminação
Existem diferenças em parâmetros como coeficiente de expansão térmica e temperatura de transição vítrea entre diferentes materiais de substrato. A correspondência inadequada de materiais durante o processo de laminação pode facilmente levar a problemas como empenamento e delaminação da placa de circuito. Portanto, é necessário calcular e selecionar com precisão as combinações de materiais e controlar rigorosamente os parâmetros de temperatura, pressão e tempo durante o processo de laminação para garantir que cada camada de material esteja firmemente ligada, mantendo ao mesmo tempo o nivelamento e a estabilidade dimensional da placa de circuito. Isso impõe exigências extremamente altas às capacidades de pesquisa e desenvolvimento de materiais e ao nível de controle de processos dos fabricantes.
(2) Dificuldades em usinagem e perfuração de alta-precisão
Placas multicamadas de pressão mista normalmente contêm pequenas aberturas (com uma abertura mínima de até 0,1 mm) e linhas finas (com largura/espaçamento de linha tão baixo quanto 30 μm/30 μm) e, devido às diferentes propriedades do material, problemas como paredes de furos ásperas, desvios dimensionais e gravação de linha irregular são propensos a ocorrer durante a perfuração, gravação e outros processamentos. Para resolver esses problemas, é necessário adotar tecnologia avançada de perfuração a laser, máquinas de exposição de alta{4}}precisão e equipamentos de gravação, combinados com controle preciso de parâmetros de processo para garantir que a precisão do processamento atenda aos requisitos do projeto, ao mesmo tempo em que garante a consistência do processamento entre diferentes camadas de material.
(3) Alinhamento entre camadas e confiabilidade de interconexão
À medida que o número de camadas na placa de circuito aumenta, a precisão do alinhamento entre camadas se torna um fator chave que afeta a qualidade do produto. Mesmo pequenos deslocamentos entre camadas podem causar curtos-circuitos ou circuitos abertos na placa de circuito, levando à sua falha. Durante o processo de produção, sistemas de alinhamento de alta-precisão e equipamentos avançados de laminação são necessários para controlar o deslocamento entre camadas dentro de uma faixa muito pequena por meio de vários métodos de alinhamento, como óptico e mecânico. Além disso, para estruturas de interconexão intercamadas, como furos cegos e furos enterrados, é necessário garantir a qualidade dos furos de preenchimento de galvanoplastia, garantir a confiabilidade das conexões elétricas intercamadas e evitar problemas como soldagem virtual e vazios.
3, amplos cenários de aplicação de placa multicamada de alta pressão mista
(1) Estação base de comunicação 5G e equipamento principal
No campo da comunicação 5G, os equipamentos da estação base precisam lidar com transmissão massiva de dados em alta-velocidade e tarefas complexas de processamento de sinal, que exigem desempenho de transmissão de sinal extremamente alto, capacidade de dissipação de calor e integração de placas de circuito. A placa híbrida multicamadas, com excelente desempenho de transmissão de sinal de alta-frequência e design eficiente de dissipação de calor, pode atender às necessidades de componentes-chave, como módulos de RF e unidades de processamento de banda base em estações base 5G, ajudando a alcançar alta-velocidade e comunicação estável em redes 5G. Ao mesmo tempo, em equipamentos de rede central 5G, switches e outros dispositivos de rede, as placas multicamadas de tensão mista também desempenham um papel importante para garantir o processamento rápido e a transmissão confiável de dados.
(2) Computação e data centers de alto desempenho
Para obter um poder de computação poderoso, servidores e equipamentos de data center integram um grande número de processadores de alto-desempenho, memória de alta-velocidade e módulos de armazenamento, representando sérios desafios para o fornecimento de energia, transmissão de sinal e desempenho de dissipação de calor das placas de circuito. Ao otimizar o design da camada de energia e a fiação do sinal, a placa multi{3}}camadas de tensão mista pode fornecer energia estável e canais de transmissão de dados em{4}}alta velocidade para componentes principais, como processadores. Ao mesmo tempo, sua estrutura eficiente de dissipação de calor pode efetivamente reduzir a temperatura operacional do equipamento, melhorar a estabilidade e a confiabilidade do sistema e atender aos requisitos de operação ininterrupta 7 × 24 horas em data centers.
(3) Equipamentos eletrônicos médicos de última geração
Dispositivos eletrônicos médicos de última geração, como equipamentos de ressonância magnética e tomógrafos, têm requisitos extremamente rígidos quanto à precisão, estabilidade e segurança das placas de circuito. O design de alta-precisão e a excelente integridade do sinal da placa multicamadas de alta pressão mista podem atender às necessidades de equipamentos médicos para detecção e processamento de sinais fracos, garantindo a precisão e a confiabilidade da qualidade da imagem. Ao mesmo tempo, seus recursos altamente integrados ajudam a reduzir o tamanho do dispositivo, melhorar a portabilidade e a facilidade de uso do dispositivo e promover o desenvolvimento de dispositivos médicos eletrônicos em direções mais avançadas e inteligentes.