Hoy en día, con el floreciente desarrollo de-tecnologías de vanguardia, como la comunicación 5G, la inteligencia artificial y la informática de alto-rendimiento, los dispositivos electrónicos tienen requisitos de rendimiento cada vez más estrictos para las placas de circuito. Las placas de circuitos tradicionales ya no pueden cumplir con los requisitos de integración funcional compleja y transmisión de señales de alta-velocidad, mientras que las placas híbridas multicapa, con sus conceptos de diseño únicos y ventajas tecnológicas, se han convertido en la clave para superar los cuellos de botella en el rendimiento. Proporciona un soporte sólido para el desarrollo de alto-rendimiento y miniaturización de dispositivos electrónicos mediante la integración innovadora de diferentes materiales y procesos.
1, conceptos básicos y características del tablero multicapa de alta presión mixta.
(1) Análisis profundo de "presión mixta" y "alta multicapa"
El término "presión mixta" en tableros multi-capas de presión mixta se refiere a la laminación y combinación de múltiples tipos de materiales de sustrato en la misma placa de circuito de acuerdo con los requisitos funcionales de diferentes áreas. Estos materiales tienen sus propias características en términos de constante dieléctrica, coeficiente de expansión térmica, resistencia mecánica y otras propiedades. Mediante una combinación razonable, se puede lograr un rendimiento complementario. Por ejemplo, en áreas donde se requiere una transmisión de señales de alta-velocidad, se seleccionan materiales con una constante dieléctrica baja y una tangente de pérdida dieléctrica baja para reducir las pérdidas por transmisión de señales; En la capa de energía que transporta altas corrientes, se utilizan materiales con mayor espesor de lámina de cobre y mejor conductividad térmica.
Capa alta y multi-capa "enfatiza que la placa de circuito tiene más capas, generalmente más de 10 capas, y algunos productos de gama alta-pueden alcanzar hasta 30 capas o incluso más. Esta estructura multi-capa puede lograr un diseño de alta-densidad de circuitos complejos en un espacio limitado, proporcionando espacio suficiente para la integración de una gran cantidad de componentes electrónicos y también ayudando a optimizar el cableado de señal y la distribución de energía, mejorando el rendimiento general del sistema de circuito.
(2) Ventaja de rendimiento superior
Potente garantía de integridad de la señal: la placa multi-capa de voltaje mixto controla eficazmente los cambios de impedancia durante la transmisión de la señal al hacer coincidir con precisión las características del material de diferentes regiones. Al combinar un diseño de cableado fino y tecnología de interconexión entre capas, la reflexión de la señal, la diafonía y el retraso se pueden minimizar en la mayor medida posible, asegurando la integridad de las señales de alta-velocidad (como PCIe 5.0, HDMI 2.1, etc.) durante la transmisión y cumpliendo con los estrictos requisitos de calidad de la señal de procesadores de alto-rendimiento, módulos de comunicación de alta-velocidad, etc.
Excelentes capacidades de disipación de calor y administración de energía: en respuesta al problema de la alta generación de calor en los dispositivos electrónicos, los tableros multi{0}}capas de alta presión mixta pueden incrustar materiales de sustrato de alta conductividad térmica o capas metálicas de disipación de calor en áreas clave de generación de calor para construir canales eficientes de disipación de calor, conducir rápidamente el calor y evitar la degradación o falla del rendimiento del equipo causada por el sobrecalentamiento local. En términos de gestión de energía, su estructura multi-capa permite el diseño de capas de energía y tierra independientes. Al planificar razonablemente el grosor y la disposición de la lámina de cobre, se puede lograr una transmisión de alta corriente estable y eficiente, proporcionando un soporte de energía confiable para componentes electrónicos de alta-potencia.
Altamente integrado y optimizado en cuanto a espacio: el diseño estructural de múltiples-capas permite que la placa de circuito acomode más módulos y componentes funcionales, lo que reduce el uso de líneas de conexión externas y reduce efectivamente el tamaño total del dispositivo. Al mismo tiempo, la tecnología de voltaje mixto puede ajustar de manera flexible la estructura y el rendimiento de las placas de circuito de acuerdo con diferentes requisitos funcionales, logrando una alta integración de funciones en un espacio limitado, y es un medio técnico importante para lograr la miniaturización y el aligeramiento de los dispositivos electrónicos.
2, desafíos del proceso de fabricación del tablero multicapa de alta presión mixta
(1) Dificultad de laminación y combinación de materiales
Existen diferencias en parámetros como el coeficiente de expansión térmica y la temperatura de transición vítrea entre los diferentes materiales de sustrato. Una combinación inadecuada de materiales durante el proceso de laminación puede provocar fácilmente problemas como deformación y delaminación de la placa de circuito. Por lo tanto, es necesario calcular y seleccionar con precisión las combinaciones de materiales y controlar estrictamente los parámetros de temperatura, presión y tiempo durante el proceso de laminación para garantizar que cada capa de material esté firmemente unida, manteniendo al mismo tiempo la planitud y la estabilidad dimensional de la placa de circuito. Esto impone exigencias extremadamente altas a las capacidades de investigación y desarrollo de materiales y al nivel de control de procesos de los fabricantes.
(2) Dificultades en el mecanizado y taladrado de alta-precisión
Los tableros multicapa de presión mixta generalmente contienen pequeñas aberturas (con una apertura mínima de hasta 0,1 mm) y líneas finas (con un ancho/espaciado de línea tan bajo como 30 μ m/30 μ m) y, debido a las diferentes propiedades del material, es probable que se produzcan problemas como paredes de orificios rugosos, desviaciones dimensionales y grabado de líneas desiguales durante la perforación, el grabado y otros procesos. Para resolver estos problemas, es necesario adoptar tecnología avanzada de perforación láser, máquinas de exposición de alta-precisión y equipos de grabado, combinados con un control preciso de los parámetros del proceso para garantizar que la precisión del procesamiento cumpla con los requisitos del diseño y, al mismo tiempo, garantizar la coherencia del procesamiento entre diferentes capas de material.
(3) Alineación entre capas y confiabilidad de interconexión
A medida que aumenta el número de capas en la placa de circuito, la precisión de la alineación entre capas se convierte en un factor clave que afecta la calidad del producto. Incluso pequeños desplazamientos entre capas pueden provocar cortocircuitos o circuitos abiertos en la placa de circuito, provocando su fallo. Durante el proceso de producción, se requieren sistemas de alineación de alta-precisión y equipos de laminación avanzados para controlar el desplazamiento de las capas intermedias dentro de un rango muy pequeño mediante varios métodos de alineación, como la óptica y la mecánica. Además, para estructuras de interconexión entre capas, como orificios ciegos y orificios enterrados, es necesario garantizar la calidad de los orificios de llenado de galvanoplastia, garantizar la confiabilidad de las conexiones eléctricas entre capas y evitar problemas como soldadura virtual y huecos.
3, amplios escenarios de aplicación de tableros multicapa de alta presión mixta
(1) Estación base de comunicación 5G y equipo central
En el campo de la comunicación 5G, los equipos de estaciones base deben manejar transmisiones masivas de datos de alta-velocidad y tareas complejas de procesamiento de señales, que requieren un rendimiento de transmisión de señales, capacidad de disipación de calor e integración de placas de circuito extremadamente altos. La placa híbrida multicapa, con su excelente rendimiento de transmisión de señal de alta-frecuencia y su eficiente diseño de disipación de calor, puede satisfacer las necesidades de componentes clave como módulos de RF y unidades de procesamiento de banda base en estaciones base 5G, lo que ayuda a lograr una comunicación estable y de alta-velocidad en redes 5G. Al mismo tiempo, en los equipos de red central 5G, conmutadores y otros dispositivos de red, las placas multicapa de voltaje mixto también desempeñan un papel importante para garantizar un procesamiento rápido y una transmisión confiable de datos.
(2) Centros de datos y computación de alto rendimiento
Para lograr una potente potencia informática, los servidores y los equipos del centro de datos integran una gran cantidad de procesadores de alto-rendimiento, memoria de alta-velocidad y módulos de almacenamiento, lo que plantea graves desafíos al suministro de energía, la transmisión de señales y el rendimiento de disipación de calor de las placas de circuito. Al optimizar el diseño de la capa de energía y el cableado de la señal, la placa multicapa de voltaje mixto-puede proporcionar energía estable y canales de transmisión de datos de alta-velocidad para componentes centrales como los procesadores. Al mismo tiempo, su eficiente estructura de disipación de calor puede reducir eficazmente la temperatura de funcionamiento del equipo, mejorar la estabilidad y confiabilidad del sistema y cumplir con los requisitos de funcionamiento ininterrumpido las 7 x 24 horas en los centros de datos.
(3) Equipos electrónicos médicos de alta gama.
Los dispositivos electrónicos médicos de alta gama, como los equipos de imágenes por resonancia magnética y los escáneres de tomografía computarizada, tienen requisitos extremadamente estrictos en cuanto a la precisión, estabilidad y seguridad de las placas de circuito. El diseño de alta-precisión y la excelente integridad de la señal del tablero multicapa de alta presión mixta pueden satisfacer las necesidades de los equipos médicos para detectar y procesar señales débiles, garantizando la precisión y confiabilidad de la calidad de las imágenes. Al mismo tiempo, sus características altamente integradas ayudan a reducir el tamaño del dispositivo, mejorar su portabilidad y facilidad de uso y promover el desarrollo de dispositivos electrónicos médicos hacia direcciones más avanzadas e inteligentes.