ในปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาที่เฟื่องฟูของ-เทคโนโลยีล้ำสมัย เช่น การสื่อสาร 5G ปัญญาประดิษฐ์ และการประมวลผลประสิทธิภาพสูง- อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จึงมีข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับแผงวงจร แผงวงจรแบบเดิมไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการรวมฟังก์ชันที่ซับซ้อนและการส่งสัญญาณความเร็วสูง-ได้อีกต่อไป ในขณะที่บอร์ดหลายชั้นสูงแบบไฮบริดที่มีแนวคิดการออกแบบที่เป็นเอกลักษณ์และความได้เปรียบทางเทคโนโลยี ได้กลายเป็นกุญแจสำคัญในการทำลายปัญหาคอขวดของประสิทธิภาพ ให้การสนับสนุนที่มั่นคงสำหรับ-ประสิทธิภาพระดับสูงและการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้มีขนาดเล็กลงโดยการบูรณาการวัสดุและกระบวนการต่างๆ อย่างสร้างสรรค์
1 แนวคิดหลักและลักษณะของบอร์ดหลายชั้นความดันสูงแบบผสม
(1) การวิเคราะห์เชิงลึกของ "แรงดันผสม" และ "หลายชั้นสูง"
คำว่า 'แรงดันผสม' ในบอร์ดหลายชั้น-แรงดันผสมหมายถึงการเคลือบและการรวมกันของวัสดุพื้นผิวหลายประเภทในแผงวงจรเดียวกันตามความต้องการด้านการทำงานของพื้นที่ที่แตกต่างกัน วัสดุเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเองในแง่ของค่าคงที่ไดอิเล็กตริก ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ความแข็งแรงทางกล และคุณสมบัติอื่นๆ ด้วยการผสมผสานที่สมเหตุสมผล จึงสามารถบรรลุประสิทธิภาพเสริมได้ ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ที่ต้องการการส่งสัญญาณความเร็วสูง- วัสดุที่มีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกต่ำและแทนเจนต์การสูญเสียอิเล็กทริกต่ำจะถูกเลือกเพื่อลดการสูญเสียการส่งสัญญาณ ในชั้นพลังงานที่มีกระแสสูง จะใช้วัสดุที่มีความหนาของฟอยล์ทองแดงสูงกว่าและมีการนำความร้อนได้ดีกว่า
เลเยอร์สูงและหลาย- เน้นย้ำว่าแผงวงจรมีเลเยอร์มากกว่า ซึ่งปกติแล้วจะมากกว่า 10 เลเยอร์ และผลิตภัณฑ์ระดับไฮเอนด์-บางตัวอาจถึง 30 เลเยอร์หรือมากกว่านั้น โครงสร้างหลาย-เลเยอร์นี้สามารถบรรลุเค้าโครงที่มีความหนาแน่นสูง-ของวงจรที่ซับซ้อนในพื้นที่จำกัด ทำให้มีพื้นที่เพียงพอสำหรับการรวมส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์จำนวนมาก และยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการเดินสายสัญญาณและการกระจายพลังงาน ปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวมของระบบวงจร
(2) ความได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เหนือกว่า
รับประกันความสมบูรณ์ของสัญญาณที่มีประสิทธิภาพ: บอร์ดหลายชั้น- แรงดันไฟฟ้าผสมควบคุมการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ระหว่างการส่งสัญญาณได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยจับคู่คุณลักษณะวัสดุของภูมิภาคต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ ด้วยการรวมการออกแบบการเดินสายไฟที่ดีและเทคโนโลยีการเชื่อมต่อระหว่างชั้นเข้าด้วยกัน การสะท้อนของสัญญาณ ครอสทอล์ค และความล่าช้าสามารถลดลงได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ช่วยให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของสัญญาณความเร็วสูง- (เช่น PCIe 5.0, HDMI 2.1 เป็นต้น) ระหว่างการส่งสัญญาณ และเป็นไปตามข้อกำหนดที่เข้มงวดสำหรับคุณภาพสัญญาณของ-โปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง -โมดูลการสื่อสารความเร็วสูง เป็นต้น
ความสามารถในการกระจายความร้อนและการจัดการพลังงานที่ดีเยี่ยม: เพื่อตอบสนองต่อปัญหาการสร้างความร้อนสูงในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ บอร์ดหลายชั้น-ที่มีแรงดันผสมสูงสามารถฝังวัสดุพื้นผิวที่มีการนำความร้อนสูงหรือชั้นกระจายความร้อนของโลหะในพื้นที่สร้างความร้อนที่สำคัญ เพื่อสร้างช่องกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ นำความร้อนออกได้อย่างรวดเร็ว และหลีกเลี่ยงการลดประสิทธิภาพของอุปกรณ์หรือความล้มเหลวที่เกิดจากความร้อนสูงเกินไปในท้องถิ่น ในแง่ของการจัดการพลังงาน โครงสร้างหลาย-ชั้นทำให้สามารถออกแบบพลังงานแยกกันและชั้นกราวด์ได้ ด้วยการวางแผนความหนาและโครงร่างของฟอยล์ทองแดงอย่างสมเหตุสมผล จึงสามารถส่งกระแสไฟฟ้าสูงได้อย่างมีเสถียรภาพและมีประสิทธิภาพ โดยให้การสนับสนุนพลังงานที่เชื่อถือได้สำหรับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง-
ผสานรวมอย่างลงตัวและปรับพื้นที่ให้เหมาะสม: การออกแบบโครงสร้างหลาย-ชั้นช่วยให้แผงวงจรสามารถรองรับโมดูลและส่วนประกอบที่มีฟังก์ชันการทำงานได้มากขึ้น ลดการใช้สายเชื่อมต่อภายนอก และลดขนาดโดยรวมของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีแรงดันไฟฟ้าแบบผสมสามารถปรับโครงสร้างและประสิทธิภาพของแผงวงจรได้อย่างยืดหยุ่นตามความต้องการด้านการทำงานที่แตกต่างกัน บรรลุการบูรณาการฟังก์ชันต่างๆ ในพื้นที่จำกัด และเป็นวิธีการทางเทคนิคที่สำคัญในการทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มีขนาดเล็กลงและมีน้ำหนักเบาลง
2 ความท้าทายในกระบวนการผลิตของบอร์ดหลายชั้นแรงดันสูงผสม
(1) การจับคู่วัสดุและความยากลำบากในการเคลือบ
พารามิเตอร์มีความแตกต่างกัน เช่น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนและอุณหภูมิการเปลี่ยนสถานะคล้ายแก้วระหว่างวัสดุซับสเตรตที่แตกต่างกัน การจับคู่วัสดุที่ไม่เหมาะสมในระหว่างกระบวนการเคลือบอาจทำให้เกิดปัญหา เช่น การบิดงอและการหลุดล่อนของแผงวงจรได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นจึงจำเป็นต้องคำนวณและเลือกส่วนผสมของวัสดุอย่างแม่นยำ และควบคุมอุณหภูมิ ความดัน และเวลาอย่างเข้มงวดในระหว่างกระบวนการเคลือบเพื่อให้แน่ใจว่าวัสดุแต่ละชั้นมีการยึดติดอย่างแน่นหนา ในขณะที่ยังคงความเรียบและความเสถียรของมิติของแผงวงจร สิ่งนี้ทำให้เกิดความต้องการที่สูงมากในด้านความสามารถในการวิจัยและพัฒนาวัสดุและระดับการควบคุมกระบวนการของผู้ผลิต
(2) ความยากในการตัดเฉือนและการเจาะที่มีความแม่นยำสูง-
โดยทั่วไปบอร์ดหลายชั้นที่มีแรงกดแบบผสมจะมีรูรับแสงขนาดเล็ก (ด้วยรูรับแสงต่ำสุดสูงสุด 0.1 มม.) และเส้นละเอียด (ด้วยความกว้างของเส้น/ระยะห่างต่ำสุดที่ 30 μm/30 μm) และเนื่องจากคุณสมบัติของวัสดุที่แตกต่างกัน ปัญหาต่างๆ เช่น ผนังของรูที่หยาบ การเบี่ยงเบนมิติ และการกัดเส้นที่ไม่สม่ำเสมอ มีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในระหว่างการเจาะ การกัด และการประมวลผลอื่นๆ เพื่อแก้ไขปัญหาเหล่านี้ จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการเจาะด้วยเลเซอร์ขั้นสูง เครื่องฉายแสงที่มีความแม่นยำสูง- และอุปกรณ์แกะสลัก รวมกับการควบคุมพารามิเตอร์กระบวนการที่แม่นยำเพื่อให้แน่ใจว่าความแม่นยำในการประมวลผลตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ ขณะเดียวกันก็รับประกันความสอดคล้องของการประมวลผลระหว่างชั้นวัสดุที่แตกต่างกัน
(3) การจัดตำแหน่งระหว่างเลเยอร์และความน่าเชื่อถือในการเชื่อมต่อระหว่างกัน
เมื่อจำนวนชั้นบนแผงวงจรเพิ่มขึ้น ความแม่นยำในการจัดตำแหน่งชั้นระหว่างชั้นจึงกลายเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อคุณภาพของผลิตภัณฑ์ แม้แต่การชดเชยระหว่างชั้นเล็กๆ ก็สามารถทำให้เกิดการลัดวงจรหรือวงจรเปิดในแผงวงจรได้ ซึ่งนำไปสู่ความล้มเหลว ในระหว่างกระบวนการผลิต ระบบการจัดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง-และอุปกรณ์เคลือบขั้นสูงจำเป็นต้องควบคุมออฟเซ็ตระหว่างชั้นภายในช่วงที่น้อยมากผ่านวิธีการจัดตำแหน่งต่างๆ เช่น เลนส์และกลไก นอกจากนี้ สำหรับโครงสร้างการเชื่อมต่อระหว่างชั้นต่างๆ เช่น รูตันและรูฝัง จำเป็นต้องรับประกันคุณภาพของรูเติมการชุบด้วยไฟฟ้า รับประกันความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างชั้น และป้องกันปัญหา เช่น การบัดกรีเสมือนและช่องว่าง
3, สถานการณ์การใช้งานที่หลากหลายของบอร์ดหลายชั้นแรงดันสูงแบบผสม
(1) สถานีฐานการสื่อสาร 5G และอุปกรณ์หลัก
ในด้านการสื่อสาร 5G อุปกรณ์สถานีฐานต้องรับมือกับการส่งข้อมูลความเร็วสูง-จำนวนมากและงานประมวลผลสัญญาณที่ซับซ้อน ซึ่งต้องการประสิทธิภาพการส่งสัญญาณที่สูงมาก ความสามารถในการกระจายความร้อน และการบูรณาการแผงวงจร บอร์ดไฮบริดมัลติเลเยอร์ที่มีประสิทธิภาพการส่งสัญญาณความถี่สูง-ที่ยอดเยี่ยมและการออกแบบการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพ สามารถตอบสนองความต้องการของส่วนประกอบหลัก เช่น โมดูล RF และหน่วยประมวลผลเบสแบนด์ในสถานีฐาน 5G ช่วยให้บรรลุ-ความเร็วสูงและการสื่อสารที่เสถียรในเครือข่าย 5G ในเวลาเดียวกัน ในอุปกรณ์เครือข่ายหลัก 5G สวิตช์ และอุปกรณ์เครือข่ายอื่นๆ บอร์ดหลายเลเยอร์แรงดันไฟฟ้าผสม- ยังมีบทบาทสำคัญในการรับประกันการประมวลผลที่รวดเร็วและการส่งข้อมูลที่เชื่อถือได้
(2) คอมพิวเตอร์และศูนย์ข้อมูลประสิทธิภาพสูง
เพื่อให้บรรลุพลังการประมวลผลอันทรงพลัง เซิร์ฟเวอร์และอุปกรณ์ศูนย์ข้อมูลได้รวมโปรเซสเซอร์ประสิทธิภาพสูง-หน่วยความจำความเร็วสูง- และโมดูลจัดเก็บข้อมูลเข้าด้วยกัน ทำให้เกิดความท้าทายอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพการจ่ายไฟ การส่งสัญญาณ และประสิทธิภาพการกระจายความร้อนของแผงวงจร ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบชั้นพลังงานและการเดินสายสัญญาณ บอร์ดหลายชั้น-แรงดันไฟฟ้าผสมสามารถให้พลังงานที่เสถียรและช่องการส่งข้อมูลความเร็วสูง-สำหรับส่วนประกอบหลัก เช่น โปรเซสเซอร์ ในเวลาเดียวกัน โครงสร้างการกระจายความร้อนที่มีประสิทธิภาพสามารถลดอุณหภูมิการทำงานของอุปกรณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ปรับปรุงความเสถียรและความน่าเชื่อถือของระบบ และตอบสนองความต้องการของการทำงานอย่างต่อเนื่อง 7 × 24 ชั่วโมงในศูนย์ข้อมูล
(3) อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ระดับไฮเอนด์
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ระดับไฮเอนด์ เช่น อุปกรณ์สร้างภาพด้วยคลื่นสนามแม่เหล็ก และเครื่องสแกน CT มีข้อกำหนดที่เข้มงวดอย่างยิ่งในด้านความถูกต้อง ความเสถียร และความปลอดภัยของแผงวงจร การออกแบบที่มีความแม่นยำสูง-และความสมบูรณ์ของสัญญาณที่ยอดเยี่ยมของบอร์ดหลายชั้นที่มีแรงดันผสมสูงสามารถตอบสนองความต้องการของอุปกรณ์ทางการแพทย์ในการตรวจจับและประมวลผลสัญญาณอ่อน เพื่อให้มั่นใจในความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของคุณภาพของภาพ ในขณะเดียวกัน คุณสมบัติที่บูรณาการในระดับสูงจะช่วยลดขนาดอุปกรณ์ ปรับปรุงการพกพาอุปกรณ์และความสะดวกในการใช้งาน และส่งเสริมการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทางการแพทย์ไปสู่ทิศทางที่ล้ำหน้าและชาญฉลาดยิ่งขึ้น