امروزه، با پیشرفت روزافزون{0}فناوریهای پیشرفته مانند ارتباطات 5G، هوش مصنوعی و محاسبات با عملکرد بالا، دستگاههای الکترونیکی به طور فزایندهای الزامات عملکرد سختگیرانهای برای بردهای مدار دارند. بردهای مدار سنتی دیگر نمی توانند الزامات یکپارچگی عملکردی پیچیده و{4}}انتقال سیگنال با سرعت بالا را برآورده کنند، در حالی که بردهای چندلایه هیبریدی بالا، با مفاهیم طراحی منحصر به فرد و مزایای تکنولوژیکی خود، کلید شکستن گلوگاه های عملکردی شده اند. با ادغام نوآورانه مواد و فرآیندهای مختلف، پشتیبانی کاملی از عملکرد بالا و توسعه کوچک سازی دستگاه های الکترونیکی- فراهم می کند.
1، مفاهیم اصلی و ویژگی های تخته چند لایه فشار بالا مخلوط
(1) تجزیه و تحلیل عمیق "فشار مختلط" و "چند لایه بالا"
اصطلاح «فشار مختلط» در تختههای چند لایه فشار مختلط به لمینیت و ترکیب چندین نوع مواد زیرلایه در یک تخته مدار با توجه به نیازهای عملکردی مناطق مختلف اشاره دارد. این مواد از نظر ثابت دی الکتریک، ضریب انبساط حرارتی، استحکام مکانیکی و سایر خواص ویژگی های خاص خود را دارند. از طریق ترکیب معقول می توان به عملکرد مکمل دست یافت. به عنوان مثال، در مناطقی که انتقال سیگنال با سرعت بالا مورد نیاز است، موادی با ثابت دی الکتریک پایین و مماس تلفات دی الکتریک کم برای کاهش تلفات انتقال سیگنال انتخاب می شوند. در لایه قدرتی که جریان های بالایی را حمل می کند، از موادی با ضخامت ورق مسی بیشتر و هدایت حرارتی بهتر استفاده می شود.
بالا و چند لایه "تاکید می کند که تخته مدار دارای لایه های بیشتری است، معمولاً بیش از 10 لایه، و برخی از محصولات نهایی می توانند تا 30 لایه یا حتی بیشتر هم برسند. این ساختار چند لایه می تواند به چیدمان مدارهای پیچیده با تراکم بالا در یک فضای محدود دست یابد، و همچنین به بهینه سازی فضای کافی برای یکپارچه سازی اجزای الکترونیکی و همچنین بهینه سازی فضای کافی برای علامت های الکترونیکی و همچنین بهینه سازی قطعات الکترونیکی برای تعداد زیادی علامت کمک می کند. سیم کشی و توزیع برق، بهبود عملکرد کلی سیستم مدار.
(2) مزیت عملکرد برتر
تضمین یکپارچگی سیگنال قدرتمند: برد چند لایه ولتاژ مختلط به طور موثر تغییرات امپدانس را در طول انتقال سیگنال با تطبیق دقیق مشخصات مواد در مناطق مختلف کنترل می کند. با ترکیب طراحی سیمکشی خوب و فناوری اتصال بین لایهای، بازتاب سیگنال، تداخل و تأخیر را میتوان تا بیشترین حد ممکن به حداقل رساند و از یکپارچگی سیگنالهای با سرعت بالا (مانند PCIe 5.0، HDMI 2.1 و غیره) در حین انتقال اطمینان حاصل کرد، و الزامات سختگیرانهای را برای سیگنالها با کیفیت بالا{7}پیشرفت. ماژول ها و غیره
اتلاف حرارت عالی و قابلیتهای مدیریت توان: در پاسخ به مشکل تولید گرمای بالا در دستگاههای الکترونیکی، تختههای چندلایه با فشار بالا مخلوط میتوانند مواد زیرلایه با رسانایی حرارتی بالا یا لایههای اتلاف حرارت فلزی را در نواحی کلیدی تولید گرما تعبیه کنند تا کانالهای اتلاف گرما کارآمد ایجاد کنند، به سرعت گرما را به بیرون منتقل کنند، و از خرابی ناشی از تخریب موضعی عملکرد دستگاه جلوگیری کنند. از نظر مدیریت انرژی، ساختار چند لایه آن امکان طراحی لایههای توان مستقل و زمین را فراهم میکند. با برنامه ریزی معقول ضخامت و چیدمان فویل مسی، می توان به انتقال جریان بالا پایدار و کارآمد دست یافت که پشتیبانی توان قابل اعتمادی را برای قطعات الکترونیکی{4} با قدرت بالا فراهم می کند.
بسیار یکپارچه و فضای بهینه شده: طراحی ساختاری چند لایه به برد مدار اجازه می دهد تا ماژول ها و اجزای عملکردی بیشتری را در خود جای دهد و استفاده از خطوط اتصال خارجی را کاهش دهد و به طور موثر اندازه کلی دستگاه را کاهش دهد. در عین حال، فناوری ولتاژ مختلط می تواند ساختار و عملکرد بردهای مدار را با توجه به نیازهای عملکردی مختلف به طور انعطاف پذیر تنظیم کند و به یکپارچگی بالایی از عملکردها در فضای محدود دست یابد و یک ابزار فنی مهم برای دستیابی به کوچک سازی و سبک سازی دستگاه های الکترونیکی است.
2، چالش های فرآیند تولید تخته چند لایه فشار مخلوط
(1) تطبیق مواد و دشواری لمینیت
تفاوت هایی در پارامترهایی مانند ضریب انبساط حرارتی و دمای انتقال شیشه در بین مواد مختلف زیرلایه وجود دارد. تطبیق نامناسب مواد در طول فرآیند لمینیت می تواند به راحتی منجر به مشکلاتی مانند تاب برداشتن و لایه لایه شدن برد مدار شود. بنابراین، محاسبه دقیق و انتخاب ترکیبات مواد، و کنترل دقیق پارامترهای دما، فشار و زمان در طول فرآیند لمینیت ضروری است تا اطمینان حاصل شود که هر لایه از مواد به طور محکم به هم چسبیده است، در حالی که صافی و ثبات ابعادی برد مدار حفظ می شود. این امر تقاضاهای بسیار بالایی را برای توانایی های تحقیق و توسعه مواد و سطح کنترل فرآیند تولید کنندگان ایجاد می کند.
(2) مشکلات در ماشینکاری و حفاری با دقت بالا
تختههای چند لایه فشار مختلط معمولاً حاوی دیافراگمهای کوچک (با حداقل دیافراگم تا 0.1 میلیمتر) و خطوط ظریف (با عرض/فاصله خط کمتر از 30 میکرومتر/30 میکرومتر) هستند، و به دلیل ویژگیهای مختلف مواد، مشکلاتی مانند دیوارههای سوراخ ناهموار، انحرافات ابعادی، و حکاکی ناهموار خط در حین حفاری، حفاری و سایر موارد مستعد بروز میشوند. برای حل این مشکلات، فنآوری حفاری لیزری پیشرفته، ماشینهای نوردهی با دقت بالا و تجهیزات اچینگ باید به کار گرفته شوند، همراه با کنترل دقیق پارامترهای فرآیند تا اطمینان حاصل شود که دقت پردازش با الزامات طراحی مطابقت دارد، و در عین حال از ثبات پردازش بین لایههای مختلف مواد نیز اطمینان حاصل شود.
(3) هم ترازی بین لایه و قابلیت اطمینان اتصال
با افزایش تعداد لایههای روی برد مدار، دقت تراز بین لایهها به یک عامل کلیدی بر کیفیت محصول تبدیل میشود. حتی آفست های کوچک بین لایه ای می تواند باعث اتصال کوتاه یا باز شدن مدار در برد مدار شود و منجر به خرابی آن شود. در طول فرآیند تولید، سیستمهای هم ترازی با دقت بالا و تجهیزات لمینیت پیشرفته برای کنترل آفست بین لایهای در محدوده بسیار کوچک از طریق روشهای مختلف همترازی مانند اپتیک و مکانیک مورد نیاز است. علاوه بر این، برای سازه های اتصال بین لایه ای مانند سوراخ های کور و سوراخ های مدفون، اطمینان از کیفیت سوراخ های پرکننده آبکاری، اطمینان از قابلیت اطمینان اتصالات الکتریکی بین لایه ها و جلوگیری از مشکلاتی مانند لحیم کاری مجازی و حفره ها ضروری است.
3، سناریوهای کاربردی گسترده از هیئت مدیره چند لایه با فشار مخلوط
(1) ایستگاه پایه ارتباطی 5G و تجهیزات اصلی
در زمینه ارتباطات 5G، تجهیزات ایستگاه پایه نیاز به انجام{1}}انتقال داده با سرعت بالا و وظایف پیچیده پردازش سیگنال دارند که به عملکرد بسیار بالای انتقال سیگنال، قابلیت اتلاف گرما و ادغام تختههای مدار نیاز دارند. برد چند لایه هیبریدی با عملکرد عالی انتقال سیگنال با فرکانس بالا و طراحی اتلاف حرارت کارآمد، میتواند نیازهای اجزای کلیدی مانند ماژولهای RF و واحدهای پردازش باند پایه در ایستگاههای پایه 5G را برآورده کند و به برقراری ارتباط با سرعت بالا و پایدار در شبکههای 5G کمک کند. در عین حال، در تجهیزات شبکه هسته 5G، سوئیچها و سایر دستگاههای شبکه، بردهای چند لایه ولتاژ مختلط نیز نقش مهمی در تضمین پردازش سریع و انتقال مطمئن دادهها دارند.
(2) محاسبات و مراکز داده با کارایی بالا
به منظور دستیابی به قدرت محاسباتی قدرتمند، سرورها و تجهیزات مرکز داده تعداد زیادی-پردازنده با عملکرد بالا،-حافظه با سرعت بالا و ماژولهای ذخیرهسازی را ادغام میکنند که چالشهای شدیدی را برای منبع تغذیه، انتقال سیگنال و عملکرد اتلاف حرارت بردهای مدار ایجاد میکند. با بهینهسازی طراحی لایه قدرت و سیمکشی سیگنال، برد چند لایه ولتاژ مختلط میتواند توان پایدار و کانالهای{4}} انتقال داده با سرعت بالا را برای اجزای اصلی مانند پردازندهها فراهم کند. در عین حال، ساختار اتلاف گرمای کارآمد آن می تواند به طور موثر دمای عملیاتی تجهیزات را کاهش دهد، پایداری و قابلیت اطمینان سیستم را بهبود بخشد و الزامات عملکرد 7 × 24 ساعته بدون وقفه در مراکز داده را برآورده کند.
(3) تجهیزات الکترونیکی پزشکی پیشرفته
دستگاه های الکترونیکی پزشکی پیشرفته مانند تجهیزات تصویربرداری رزونانس مغناطیسی و اسکنرهای سی تی دارای الزامات بسیار سختگیرانه ای برای دقت، پایداری و ایمنی بردهای مدار هستند. طراحی دقیق-و یکپارچگی سیگنال عالی تخته چند لایه فشار مخلوط میتواند نیازهای تجهیزات پزشکی را برای شناسایی و پردازش سیگنالهای ضعیف برآورده کند و دقت و قابلیت اطمینان کیفیت تصویر را تضمین کند. در عین حال، ویژگی های بسیار یکپارچه آن به کاهش اندازه دستگاه، بهبود قابلیت حمل دستگاه و سهولت استفاده، و ارتقای توسعه دستگاه های الکترونیکی پزشکی به سمت جهت های پیشرفته و هوشمندتر کمک می کند.