OKI Circuit Technology 推出了一款124 層印刷電路板 (PCB)，這是高密度電子封裝領(lǐng)域的一項(xiàng)里程碑式進(jìn)展，這是迄今為止已知的半導(dǎo)體測(cè)試應(yīng)用的最高商用堆疊高度。這一進(jìn)步突破了長(zhǎng)期以來(lái) 108 層的上限，并可能標(biāo)志著人工智能、國(guó)防、航空航天和先進(jìn)通信技術(shù)領(lǐng)域基板設(shè)計(jì)的新紀(jì)元。
開創(chuàng)了PCB線路板層數(shù)的新高峰
從紙面上看，從108層到124層的躍升可能微不足道，但在追求精密的PCB制造領(lǐng)域，這標(biāo)志著PCB制造能力的根本性轉(zhuǎn)變。信號(hào)層數(shù)增加15%的同時(shí)，并沒有增加標(biāo)準(zhǔn)的7.6毫米板厚，而這是晶圓級(jí)測(cè)試設(shè)備現(xiàn)有尺寸限制的限制。
但這絕非易事，由于樹脂流動(dòng)、導(dǎo)通孔塌陷以及層間對(duì)準(zhǔn)等挑戰(zhàn)，傳統(tǒng) PCB 設(shè)計(jì)在達(dá)到 100 層之前就已達(dá)到機(jī)械和熱性能的極限。迄今為止，可靠地超過 108 層通常意味著必須接受更厚的電路板或降低可靠性——而 OKI 有效地避免了這些妥協(xié)。該解決方案實(shí)現(xiàn)了前所未有的信號(hào)密度和垂直互連，對(duì)于用于 AI 加速器的下一代高帶寬存儲(chǔ)器 (HBM) 的晶圓探測(cè)尤其重要。每增加一層，設(shè)計(jì)人員就能在緊密相鄰的環(huán)境中布線更多信號(hào)，集成更多接地層，并更好地管理 PCIe Gen6 和 CXL 3.0 等協(xié)議所需的高速差分對(duì)。長(zhǎng)期以來(lái)，提升PCB 層數(shù)一直受到對(duì)準(zhǔn)精度、過孔可靠性和熱完整性的限制。OKI 的突破源于一系列改進(jìn)，而非單一的發(fā)現(xiàn)。該設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于使用每層厚度僅為 25 μm 的超薄介電材料，其低損耗特性適用于 112 GHz 以上的頻率。這些材料（可能是 Megtron 7 等高性能層壓板）可實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格的阻抗控制 (±5%)，同時(shí)支持高功率 AI 芯片至關(guān)重要的熱傳導(dǎo)。這種 124 層配置或?qū)槿斯ぶ悄馨雽?dǎo)體測(cè)試開辟新的方向，因?yàn)槎询B HBM 模塊的晶圓級(jí)檢測(cè)需要精確、高速的信號(hào)完整性。每增加一層，布線容量和屏蔽潛力都會(huì)增加。在人工智能服務(wù)器中，OKI 的高層板支持集成接地層和微孔陣列，可最大限度地減少串?dāng)_和信號(hào)損耗，同時(shí)改善散熱性能。這些功能也將使該技術(shù)成為航空航天和國(guó)防應(yīng)用的理想之選。這些 PCB 采用對(duì)稱疊層設(shè)計(jì)，并在超過 1,000 次熱循環(huán)下達(dá)到 MIL-STD-883G 可靠性標(biāo)準(zhǔn)，理論上能夠承受極端環(huán)境，同時(shí)保持電氣完整性。
高復(fù)雜性自然帶來(lái)高昂的成本。OKI 124 層 PCB 每平方米的物料成本高達(dá) 4,800 美元，生產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 16 周，良率徘徊在 65% 左右。這遠(yuǎn)低于 108 層 PCB 的典型良率 85%。熱循環(huán)引起的機(jī)械應(yīng)力，尤其是在銅與FR-4邊界處，會(huì)超過80 MPa，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致細(xì)間距BGA封裝中的焊盤凹陷或信號(hào)衰減。在堆疊層中排除此類故障通常需要破壞性橫截面積分析，這使得診斷過程變成了一場(chǎng)賭博。與大多數(shù)尖端技術(shù)一樣，當(dāng)前的應(yīng)用僅限于利基、高性能領(lǐng)域，但其底層創(chuàng)新可能會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸滲透。增材制造和人工智能驅(qū)動(dòng)的EDA工具的進(jìn)步最終或許能夠以更少的層數(shù)或更低的成本實(shí)現(xiàn)類似的性能。OKI 的 124 層 PCB 雖然未能超越電裝 (Denso) 在 2012 年創(chuàng)下的 129 層世界紀(jì)錄，但它的突出之處在于實(shí)用性，而非純粹的極限。通過保持常規(guī)的電路板厚度并確保可制造性，OKI 的工作很可能有助于彌合理論極限與可擴(kuò)展生產(chǎn)之間的差距。推薦一家專業(yè)的DC-110G高速及射頻PCB設(shè)計(jì)公司~
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