В эпоху неустанного потока цифровой информации огромные объемы данных ежесекундно проходят через электронные устройства по всему миру. Дойдет ли этот поток данных до места назначения плавно, точно и с высокой скоростью, в основном зависит от качества лежащего в его основе пути — печатной платы (PCB). Когда скорость цифрового сигнала превышает критический порог, обычные «деревенские тропы» становятся непригодными, что требует модернизации широкой и гладкой «супермагистрали». Настал момент для того, чтобы высокоскоростные печатные платы заняли центральное место. Они являются не просто скелетом электронных систем, а «нейронной сетью», которая определяет их потолок производительности. Сегодня давайте углубимся в секреты этой «сигнальной супермагистрали» и посмотрим, как такой профессиональный производитель, как JERICO, может проложить для вас эту дорогу к успеху.

Почему стоит сосредоточиться на высокоскоростных материалах для печатных плат? Неизбежный выбор нашего времени?

Мы живем в мире, управляемом данными. От каждого прикосновения к вашему смартфону до ревущих вычислений серверных кластеров в центрах обработки данных, от решений о траектории в миллисекунды, принимаемых автономными транспортными средствами, до высокопроизводительных вычислительных платформ, разгадывающих тайны медико-биологических наук — за всем этим стоит экстремальное стремление к высокоскоростной передаче и обработке данных.

Эта тихая революция ставит беспрецедентные задачи перед печатными платами, основой всех электронных систем. Когда скорость сигнала поднимается до нескольких Гбит/с или выше, традиционные материалы печатных плат похожи на ухабистые, грунтовые дороги, что приводит к сильному трясению сигнальных «транспортных средств», задержке или даже «столкновению» (искажению). Высокоскоростные печатные платы являются ключевой технологией, рожденной для решения этой проблемы. Благодаря специализированным материалам, конструкции и процессам они обеспечивают целостность, стабильность и эффективность высокочастотных сигналов во время передачи, что делает их незаменимыми основными компонентами современного электронного оборудования высокого класса.

В этой статье представлен всесторонний обзор высокоскоростных печатных плат, охватывающий основные определения и ключевые характеристики, а также выбор материалов, отраслевое применение и текущий ландшафт внутреннего производства, а также будущие перспективы рынка. Он предлагает подробное техническое руководство.

Что такое высокоскоростная печатная плата? Дело не только в «скорости»!

В отрасли часто определяют печатные платы, в которых скорость сигнала превышает 45-50 МГц, а высокоскоростные сигналы доминируют в конструкции, как высокоскоростные печатные платы. Но это определение не дает полной картины. Суть высокоскоростной печатной платы заключается в борьбе за защиту «целостности сигнала».

Представьте себе гоночную трассу Формулы-1. Для этого требуются не только длинные прямые участки (высокая скорость передачи), но и гладкая поверхность, точно спроектированные повороты и эффективные пит-стопы (ретрансляция сигнала). При проектировании и производстве высокоскоростных печатных плат мы также уделяем особое внимание следующим аспектам:

А. Материалы с низкими потерями:Как и качественный асфальт для трассы, снижающий потери энергии сигнала.
B. Согласование тонких трасс и импеданса:Например, точный дизайн кривой, предотвращающий отражение и искажения сигнала.
C. Строгое стекирование слоев и контроль ЭМС/ЭМП:Как научные барьеры, снижающие перекрестные помехи между каналами и электромагнитные помехи.

Демонстрация и интерпретация: взгляд на наше техническое мастерство

Высокоскоростная доска Isola 370HR

Как показано, этот изготовленный нами 10-слойный высокоскоростной прототип платы является идеальным воплощением вышеуказанных принципов:
– Материал сердцевины: Используется высокоскоростной ламинат Isola 370HR, закладывающий основу для передачи сигнала с низкими потерями.
– Структура и процесс: толщина платы 2,0 мм, внутренний слой 0,5 унции и медный внешний слой 1 унция, достигающий оптимального баланса между целостностью сигнала и целостностью питания.
– Гарантия надежности: рама с металлическими краями по периметру повышает прочность конструкции и улучшает характеристики электромагнитного экранирования.
– Расширенная детализация: переходные отверстия на паяльных площадках заполнены смолой и покрыты гальваническим покрытием. Это не только позволяет избежать риска образования остатков припоя во время сборки, но и устраняет препятствия для последующего размещения компонентов BGA с мелким шагом на контактных площадках.

Как выбрать материалы для высокоскоростных печатных плат? «Краеугольный камень» для строительства скоростной дороги

Выбор правильного высокоскоростного материала — это первый шаг к успешному проектированию. Благодаря широкому ассортименту брендов электрические характеристики ядра остаются первостепенными.

Пять основных характеристик материалов для высокоскоростных печатных плат:

1. Низкая диэлектрическая проницаемость (Dk) – увеличивает скорость сигнала
Диэлектрическая проницаемость (Dk) — это неотъемлемое электрическое свойство материала, которое влияет на скорость распространения сигналов внутри диэлектрика. Более низкое значение Dk приводит к меньшей задержке распространения сигнала. Это похоже на бег по средам разной плотности – движение по воздуху (низкое Dk) намного быстрее, чем движение по воде (высокое Dk). Выбор ламината с низким содержанием Dk является основой для того, чтобы ваши сигналы были «на шаг впереди».

2. Низкий коэффициент диэлектрических потерь (Df) – обеспечивает мощность и четкость сигнала
Коэффициент диэлектрических потерь (Df) измеряет способность материала поглощать сигнальную энергию и преобразовывать ее в тепло. На высоких частотах материалы с высоким Df вызывают быстрое ослабление сигналов во время передачи, подобно стене, которая очень хорошо поглощает звук, предотвращая распространение криков на большие расстояния. Слоистые покрытия с низким коэффициентом Df обеспечивают более высокую четкость сигнала, что имеет решающее значение для высокоскоростных соединений со скоростью более 10 Гбит/с.

3. Стабильный Dk/Df – работает в сложных частотных средах
Многие материалы хорошо работают на низких частотах, но их Dk/Df ухудшаются по мере увеличения частоты. Превосходные высокоскоростные материалы поддерживают стабильность параметров в широком диапазоне частот, гарантируя, что сигналы разных частот «идут бок о бок», избегая фазовых искажений.

4. Отличные тепловые характеристики – обеспечивает долгосрочную надежность системы
Высокая скорость работы подразумевает повышенное тепловыделение. Высокая температура стеклования (Tg) гарантирует, что ламинат не размягчается, не деформируется и не теряет своих свойств при повышенных температурах. Хорошая теплопроводность помогает быстро рассеивать тепло от поверхности плиты к радиаторам или окружающей среде, предотвращая превращение локализованных горячих точек в «ахиллесову пяту» стабильности системы.

5. Хорошая механическая и химическая стабильность – выдерживает трудности производства и использования
Ламинат должен выдерживать множество суровых процессов, таких как высокотемпературное ламинирование, химическое медное покрытие и пайка, а также сталкиваться с такими проблемами, как вибрация и влажность конечного продукта. Превосходная механическая прочность и химическая стойкость имеют важное значение для «выносливости».

Экскурсия по основным брендам материалов для высокоскоростных печатных плат:

Серия Isola:
Такие компании, как FR408HR, IS620 и т.д., предлагают полную линейку продуктов от экономически эффективных улучшенных FR-4 до материалов с очень низкими потерями, представляя собой основную силу на рынке Северной Америки.

Серия Panasonic Megtron:
Как и Megtron 4, Megtron 6, являются эталонами для лучших материалов с низкими потерями в отрасли. Известные своим чрезвычайно низким Df и исключительной надежностью, они являются предпочтительным выбором для высокопроизводительных серверов и сетевых коммутаторов.

Серия ITEQ IT:
Например, IT180, высокоскоростной материал FR-4 с высоким содержанием Tg и средними потерями, обеспечивает хороший баланс между производительностью и стоимостью, широко используется в средствах связи и автомобильной электронике.

Серия TUC:
Как и Tuc862, 933 и т.д., являются сильными конкурентами на внутреннем рынке, предлагая разнообразные варианты для удовлетворения различных потребностей клиентов в дизайне и бюджете.

Рост внутреннего потенциала:
Производители, представленные Shengyi Technology и Huazheng New Material, добиваются быстрого прогресса. Некоторые высококлассные линейки продуктов теперь могут конкурировать с международными брендами, предоставляя ценные возможности для обеспечения безопасности цепочки поставок и контроля затрат.

Ландшафт применения высокоскоростных печатных плат: «невидимый двигатель», расширяющий возможности отраслей

Коммуникационная инфраструктура:Базовые станции/антенны 5G и оборудование оптической передачи являются «крупнейшими потребителями» высокоскоростных печатных плат. Скорость передачи данных здесь чрезвычайно высока, что требует самых строгих требований к материалу, низким потерям и стабильности.

Центры обработки данных и облачные вычисления:Объединительные платы и материнские платы внутри серверов, коммутаторов и маршрутизаторов отвечают за обмен данными — их производительность напрямую определяет пропускную способность дата-центра.

Передовые системы помощи водителю / автономное вождение:Для автомобильных радаров, лазерных покрытий и высокоскоростных систем обработки изображений требуются высокоскоростные печатные платы автомобильного класса, которые стабильно работают в суровых условиях эксплуатации автомобиля.

Высокопроизводительные вычисления и искусственный интеллект: Для ускорителей искусственного интеллекта и серверов GPU, обрабатывающих массивные параллельные вычисления, требуются печатные платы с очень большим количеством слоев, сложным HDI и отличной целостностью сигнала.

Электроника:Материнские платы в высококлассных смартфонах и устройствах дополненной и виртуальной реальности обеспечивают высочайшую производительность, а также сталкиваются с ограничениями пространства и проблемами с температурой.

Почему стоит выбрать JERICO в качестве партнера по высокоскоростным печатным платам?

Понимание технической сложности и важности высокоскоростных печатных плат делает выбор надежного производственного партнера критически важным для успеха проекта. JERICO – ваш надежный эксперт в области дорожного строительства.

A. Всесторонняя техническая консультация и поддержка проектирования
Мы больше, чем просто производитель. Наша команда старших инженеров, имеющая в среднем более 16 лет опыта, может работать на ранних стадиях проекта, предлагая профессиональные консультации по проектированию стека, расчету импеданса и стратегиям трассировки, помогая вам оптимизировать ваш проект, избежать ловушек и идеально реализовать вашу концепцию дизайна.

B. Передовое технологическое оборудование и владение материалами
Мы глубоко понимаем, что «ремесленник должен точить свои инструменты, чтобы хорошо выполнять свою работу». JERICO постоянно инвестирует в передовое оборудование, такое как лазерное сверление, вакуумные прессы и автоматизированный оптический контроль. Мы обладаем обширным производственным опытом и глубокими знаниями технологических параметров для производства высокоскоростных материалов во всем мире. Будь то Megtron, Isola, Shengyi или Huazheng, мы можем легко справиться с ними, гарантируя, что производительность продукта соответствует ожиданиям дизайна.

C. Сквозное обязательство по обеспечению качества
От входного контроля сырья до 100% электрических испытаний, AOI во время производства до испытаний на окончательное сопротивление и TDR - мы создали комплексную систему контроля качества. Наше совершенное мастерство в таких ключевых процессах, как обратное сверление, закупорка смолой и ламинирование смешанных материалов, является надежной гарантией высокой надежности вашего продукта.

D. Глобальный сервис и гибкая цепочка поставок
Мы глубоко понимаем потребности клиентов по всему миру в сроках доставки и эффективности коммуникации. JERICO предоставляет эффективное глобальное обслуживание и локальную поддержку, обеспечивая бесперебойную связь. Будь то быстрое реагирование на этапе быстрого оборота прототипа или стабильные поставки для крупносерийного производства, мы можем предложить гибкие варианты поставок для удовлетворения ваших потребностей на протяжении всего жизненного цикла продукта от исследований и разработок до массового производства.

E. Универсальное решение, упрощающее сложность
Чтобы еще больше упростить управление цепочкой поставок, JERICO может предоставить поставщики компонентов и комплексные услуги по производству печатных плат. От производства голых плат до поставки готовой сборки, мы предлагаем бесшовную интеграцию, помогая вам снизить затраты на управление и ускорить время выхода на рынок.

Витрина и перспективы: свидетельство наших возможностей

(Скоростная доска Jerico 32L )

Эта очень сложная 32-слойная высокоскоростная плата является концентрированным демонстрацией нашей всесторонней технической мощи. Он сочетает в себе передовые технологии, такие как экстремальное количество слоев, строгий контроль импеданса и передовое обратное высверливание, широко используемые в высокопроизводительном сетевом и вычислительном оборудовании, представляя собой передовые позиции в современном производстве печатных плат.

Заключение: объединитесь с JERICO, влившись в скоростную полосу высокоскоростного будущего

Забегая вперед, можно сказать, что волны 5G-Advanced, 6G, искусственного интеллекта и Всеобъемлющего Интернета будут расти еще более яростно, требуя все более высокой производительности от высокоскоростных печатных плат. Создание этой «сигнальной супермагистрали» требует большей дальновидности, сложного мастерства и надежных партнеров.

JERICO готов быть вашим самым надежным партнером. Используя наши многолетние технические возможности, передовые производственные возможности и неустанное стремление к качеству, мы стремимся создать наиболее прочную основу для ваших инновационных продуктов.

Давайте возьмемся за руки и будем двигаться вперед вместе, раздвигая границы электронных технологий, плывя на волне ветра и волн в цифровую эпоху.