Saat ini, dengan pesatnya perkembangan teknologi-tercanggih seperti komunikasi 5G, kecerdasan buatan, dan komputasi-performa tinggi, perangkat elektronik memiliki persyaratan kinerja yang semakin ketat untuk papan sirkuit. Papan sirkuit tradisional tidak lagi mampu memenuhi persyaratan integrasi fungsional yang kompleks dan-transmisi sinyal berkecepatan tinggi, sedangkan papan sirkuit hybrid multilapis, dengan konsep desain unik dan keunggulan teknologinya, telah menjadi kunci untuk menembus hambatan kinerja. Ini memberikan dukungan kuat untuk-pengembangan perangkat elektronik berperforma tinggi dan miniaturisasi dengan mengintegrasikan berbagai material dan proses secara inovatif.
1, Konsep inti dan karakteristik papan multilayer tinggi bertekanan campuran
(1) Analisis mendalam tentang "tekanan campuran" dan "multilapisan tinggi"
Istilah 'tekanan campuran' pada papan multi-lapisan tekanan campuran mengacu pada laminasi dan kombinasi beberapa jenis bahan substrat dalam papan sirkuit yang sama sesuai dengan kebutuhan fungsional area yang berbeda. Bahan-bahan tersebut memiliki karakteristik tersendiri dalam hal konstanta dielektrik, koefisien muai panas, kekuatan mekanik, dan sifat lainnya. Melalui kombinasi yang masuk akal, kinerja yang saling melengkapi dapat dicapai. Misalnya, di area yang memerlukan transmisi sinyal berkecepatan tinggi, material dengan konstanta dielektrik rendah dan tangen rugi-rugi dielektrik rendah dipilih untuk mengurangi rugi-rugi transmisi sinyal; Pada lapisan daya yang membawa arus tinggi, digunakan bahan dengan ketebalan foil tembaga lebih tinggi dan konduktivitas termal lebih baik.
Tinggi dan multi-lapisan "menekankan bahwa papan sirkuit memiliki lebih banyak lapisan, biasanya lebih dari 10 lapisan, dan beberapa produk-kelas atas dapat mencapai hingga 30 lapisan atau bahkan lebih. Struktur multi-lapisan ini dapat mencapai-tata letak sirkuit kompleks dengan kepadatan tinggi dalam ruang terbatas, menyediakan ruang yang cukup untuk integrasi sejumlah besar komponen elektronik, dan juga membantu mengoptimalkan pengkabelan sinyal dan distribusi daya, sehingga meningkatkan kinerja sistem sirkuit secara keseluruhan.
(2) Keunggulan kinerja yang unggul
Jaminan integritas sinyal yang kuat: Papan multi-lapisan tegangan campuran secara efektif mengontrol perubahan impedansi selama transmisi sinyal dengan mencocokkan secara akurat karakteristik material dari berbagai wilayah. Dengan menggabungkan desain kabel halus dan teknologi interkoneksi antarlapis, pantulan sinyal, crosstalk, dan penundaan dapat diminimalkan semaksimal mungkin, memastikan integritas sinyal berkecepatan tinggi (seperti PCIe 5.0, HDMI 2.1, dll.) selama transmisi, dan memenuhi persyaratan ketat untuk kualitas sinyal prosesor berkinerja tinggi, modul komunikasi berkecepatan tinggi, dll.
Kemampuan pembuangan panas dan pengelolaan daya yang luar biasa: Sebagai respons terhadap masalah timbulnya panas tinggi pada perangkat elektronik, papan multi-lapisan bertekanan tinggi dapat menyematkan bahan substrat dengan konduktivitas termal tinggi atau lapisan pembuangan panas logam di area penghasil panas utama untuk membangun saluran pembuangan panas yang efisien, mengalirkan panas dengan cepat, dan menghindari penurunan atau kegagalan kinerja peralatan yang disebabkan oleh panas berlebih setempat. Dalam hal manajemen daya, struktur multi-lapisannya memungkinkan desain lapisan daya dan tanah yang independen. Dengan merencanakan ketebalan dan tata letak foil tembaga secara wajar, transmisi arus tinggi yang stabil dan efisien dapat dicapai, memberikan dukungan daya yang andal untuk-komponen elektronik berdaya tinggi.
Sangat terintegrasi dan mengoptimalkan ruang: Desain struktur-berlapis memungkinkan papan sirkuit mengakomodasi modul dan komponen yang lebih fungsional, mengurangi penggunaan jalur koneksi eksternal dan secara efektif mengurangi ukuran keseluruhan perangkat. Pada saat yang sama, teknologi tegangan campuran dapat secara fleksibel menyesuaikan struktur dan kinerja papan sirkuit sesuai dengan kebutuhan fungsional yang berbeda, mencapai integrasi fungsi yang tinggi dalam ruang terbatas, dan merupakan sarana teknis yang penting untuk mencapai miniaturisasi dan bobot perangkat elektronik yang lebih ringan.
2, Tantangan proses manufaktur papan multilayer tinggi bertekanan campuran
(1) Pencocokan bahan dan kesulitan laminasi
Terdapat perbedaan parameter seperti koefisien muai panas dan suhu transisi kaca antara bahan substrat yang berbeda. Pencocokan material yang tidak tepat selama proses laminasi dapat dengan mudah menyebabkan masalah seperti lengkungan dan delaminasi pada papan sirkuit. Oleh karena itu, penting untuk menghitung dan memilih kombinasi material secara akurat, dan mengontrol secara ketat parameter suhu, tekanan, dan waktu selama proses laminasi untuk memastikan bahwa setiap lapisan material terikat erat, dengan tetap menjaga kerataan dan stabilitas dimensi papan sirkuit. Hal ini menempatkan tuntutan yang sangat tinggi pada kemampuan penelitian dan pengembangan material serta tingkat kendali proses produsen.
(2) Kesulitan dalam-pemesinan dan pengeboran presisi tinggi
Papan multilapis bertekanan campuran biasanya memiliki lubang kecil (dengan bukaan minimum hingga 0,1 mm) dan garis halus (dengan lebar/jarak garis serendah 30 m/30 m), dan karena sifat material yang berbeda, masalah seperti dinding lubang kasar, penyimpangan dimensi, dan pengetsaan garis yang tidak rata cenderung terjadi selama pengeboran, pengetsaan, dan pemrosesan lainnya. Untuk mengatasi masalah ini, teknologi pengeboran laser canggih, mesin pemaparan presisi tinggi, dan peralatan etsa harus diterapkan, dikombinasikan dengan kontrol parameter proses yang presisi untuk memastikan akurasi pemrosesan memenuhi persyaratan desain, sekaligus memastikan konsistensi pemrosesan antar lapisan material yang berbeda.
(3) Penyelarasan antar lapisan dan keandalan interkoneksi
Seiring bertambahnya jumlah lapisan pada papan sirkuit, akurasi penyelarasan antar lapisan menjadi faktor kunci yang mempengaruhi kualitas produk. Bahkan offset antar lapisan yang kecil pun dapat menyebabkan korsleting atau sirkuit terbuka pada papan sirkuit, yang menyebabkan kegagalannya. Selama proses produksi,-sistem penyelarasan presisi tinggi dan peralatan laminasi canggih diperlukan untuk mengontrol offset antarlapis dalam rentang yang sangat kecil melalui berbagai metode penyelarasan seperti optik dan mekanik. Selain itu, untuk struktur interkoneksi antarlapis seperti lubang buta dan lubang terkubur, perlu dipastikan kualitas lubang pengisian pelapisan listrik, menjamin keandalan sambungan listrik antarlapis, dan mencegah masalah seperti penyolderan virtual dan rongga.
3, Skenario aplikasi yang luas dari papan multilayer tinggi bertekanan campuran
(1) Stasiun pangkalan komunikasi 5G dan peralatan inti
Di bidang komunikasi 5G, peralatan stasiun pangkalan perlu menangani transmisi data-berkecepatan tinggi yang sangat besar dan tugas pemrosesan sinyal yang kompleks, yang memerlukan kinerja transmisi sinyal yang sangat tinggi, kemampuan pembuangan panas, dan integrasi papan sirkuit. Papan multilapis hibrid, dengan performa-transmisi sinyal frekuensi tinggi yang luar biasa dan desain pembuangan panas yang efisien, dapat memenuhi kebutuhan komponen utama seperti modul RF dan unit pemrosesan pita dasar di stasiun pangkalan 5G, sehingga membantu mencapai-komunikasi berkecepatan tinggi dan stabil di jaringan 5G. Pada saat yang sama, pada peralatan jaringan inti 5G, sakelar, dan perangkat jaringan lainnya, papan multi-lapisan tegangan campuran juga berperan penting dalam memastikan pemrosesan yang cepat dan transmisi data yang andal.
(2) Komputasi dan pusat data berkinerja tinggi
Untuk mencapai daya komputasi yang kuat, server dan peralatan pusat data mengintegrasikan sejumlah besar-prosesor berperforma tinggi, memori-berkecepatan tinggi, dan modul penyimpanan, yang menimbulkan tantangan berat terhadap pasokan daya, transmisi sinyal, dan kinerja pembuangan panas papan sirkuit. Dengan mengoptimalkan desain lapisan daya dan kabel sinyal, papan multi-lapisan tegangan campuran dapat memberikan daya yang stabil dan saluran transmisi data berkecepatan tinggi-untuk komponen inti seperti prosesor. Pada saat yang sama, struktur pembuangan panasnya yang efisien dapat secara efektif mengurangi suhu pengoperasian peralatan, meningkatkan stabilitas dan keandalan sistem, serta memenuhi persyaratan pengoperasian pusat data 7 × 24 jam tanpa gangguan.
(3) Peralatan elektronik medis kelas atas
Perangkat elektronik medis kelas atas seperti peralatan pencitraan resonansi magnetik dan pemindai CT memiliki persyaratan yang sangat ketat untuk keakuratan, stabilitas, dan keamanan papan sirkuit. Desain-presisi tinggi dan integritas sinyal yang sangat baik pada papan multilapis tinggi bertekanan campuran dapat memenuhi kebutuhan peralatan medis untuk mendeteksi dan memproses sinyal lemah, memastikan keakuratan dan keandalan kualitas gambar. Pada saat yang sama, fitur-fiturnya yang sangat terintegrasi membantu mengurangi ukuran perangkat, meningkatkan portabilitas perangkat dan kemudahan penggunaan, serta mendorong pengembangan perangkat elektronik medis ke arah yang lebih maju dan cerdas.