Analisi della catena industriale dei PCB ad alta velocità

1. PCB ad alta velocità è una scheda di circuito stampato speciale solitamente utilizzato in circuiti digitali ad alta velocità

1.1Il PCB è il componente chiave di interconnessione elettronica dei prodotti elettronici
Il substrato del PCB è composto da una lamina di rame conduttiva e da un materiale isolante e termico nel mezzo.Utilizza una rete di linee piccole per formare collegamenti di circuito predeterminati tra vari componenti elettroniciQuesta connettività rende il PCB una interconnessione elettronica chiave per i prodotti elettronici e, di conseguenza, il PCB è conosciuto come la "madre dell'elettronica"." I PCB possono essere suddivisi in tavole di materiale organico e tavole di materiale inorganico in base ai materialiSecondo le diverse strutture, possono essere suddivisi in tavole rigide, tavole flessibili, tavole rigide-flessibili e substrati di imballaggio.può essere suddiviso in un singolo pannelloLa filiera a monte della filiera industriale dei PCB comprende principalmente la produzione di materie prime correlate, quali laminati placcati in rame, prepregs, fogli di rame,sfere di rameIl segmento intermedio è costituito principalmente dalla produzione di PCB. Il segmento a valle è costituito dall'ampia gamma di applicazioni dei PCB, comprese le comunicazioni, l'elettronica di consumo, la tecnologia di trasformazione e la tecnologia di trasformazione.elettronica automobilistica, controllo industriale, medicina, aerospaziale, difesa nazionale e imballaggio di semiconduttori e altri settori.

La tendenza di sviluppo della tecnologia PCB si riflette principalmente nella miniaturizzazione, negli alti edifici, nella flessibilità e nell'intelligenza.La miniaturizzazione significa che con lo sviluppo della miniaturizzazione e della diversificazione funzionale dei prodotti elettronici di consumo, i PCB devono essere dotati di più componenti e ridotti in dimensioni, richiedendo ai PCB di avere una maggiore precisione e capacità di miniaturizzazione.L'altopiano si riferisce allo sviluppo ad alta velocità e ad alta frequenza dei campi dei computer e dei server nell'era del 5G e dell'IAIl PCB deve funzionare ad alta frequenza e ad alta velocità, avere prestazioni stabili e svolgere funzioni più complesse, richiedendo che il PCB abbia più strati e una struttura più complessa.La flessibilità significa che con l'aumento delle applicazioni emergenti come i dispositivi indossabili e i display flessibili, i PCB devono avere una buona flessibilità e flessibilità per adattarsi a forme e spazi diversi, il che richiede che i PCB abbiano una maggiore flessibilità e affidabilità.L'intelligenza si riferisce allo sviluppo dell'Internet delle cose, auto intelligenti e altri settori. Il PCB ha bisogno di una maggiore capacità di elaborazione dei dati e di capacità di controllo intelligente per ottenere l'interconnessione e la gestione automatica tra i dispositivi,che richiedono ai PCB una maggiore integrazione e intelligenza.

1.2. PCB ad alta velocità è un circuito stampato speciale scheda
Il PCB ad alta velocità è utilizzato principalmente nei circuiti digitali ad alta velocità e deve garantire l'integrità della trasmissione del segnale.I PCB ad alta frequenza sono utilizzati principalmente in apparecchiature elettroniche ad alta frequenza (frequenza superiore a 1 GHz) e ad altissima frequenza (frequenza superiore a 10 GHz), come chip a radiofrequenza, ricevitori a microonde, interruttori a radiofrequenza, sintonizzatori vacanti, reti di selezione di frequenza, ecc.più fattori quali l'integrità del segnalePer soddisfare questi requisiti, i PCB ad alta velocità devono utilizzare materiali speciali e adottare processi speciali.Nella progettazione di PCB ad alta velocità, è fondamentale selezionare materiali CCL ad alta velocità appropriati.I server AI hanno di solito caratteristiche come la grande memoria, storage ad alta velocità e processori multi-core, che richiedono specifiche e prestazioni PCB per corrispondere a loro.La velocità delle porte degli switch domestici di data center tradizionali si sta evolvendo da 10G/40G a 400G/800GSecondo un rapporto rilasciato da Dell'Oro, si prevede che entro il 2027 400Gbps e velocità superiori rappresenteranno quasi il 70% delle vendite di switch per data center,di cui tutti sono inseparabili dall'applicazione di PCB ad alta velocità.

La domanda di schede ad alta velocità a causa dell'intelligenza automobilistica è in aumento.la domanda di PCB di fascia media-alta in ADAS (Advanced Driving Assistance Systems), gli cockpit intelligenti, l'elettrificazione del sistema di alimentazione, l'architettura funzionale elettronica automobilistica e altri campi continuano ad aumentare.,L'aumento della domanda di schede per automobili di fascia alta connesse sarà determinato dall'aumento della multifunzione e dell'elevata efficienza.

2Il CCL ad alta velocità è il materiale principale delle schede ad alta velocità e il settore di fascia alta è dominato principalmente da aziende taiwanesi e giapponesi.

2.1.Il CCL è uno dei materiali principali dei PCB
CCL, nome completo di Copper Clad Laminate, è un materiale a forma di piastra ottenuto impregnando con resina tessuto elettronico in fibra di vetro o altri materiali di rinforzo,con una larghezza superiore a 50 mm,La sua produzione consiste principalmente di fogli di rame, resine, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio, acciaio.fibre di vetro e altre materie prime industriali, e il suo flusso a valle comprende principalmente le apparecchiature di comunicazione, l'elettronica di consumo, l'elettronica automobilistica e altri settori.

Le prestazioni, la qualità, la trasformabilità nella produzione, il livello di produzione, il costo di produzione e l'affidabilità e la stabilità a lungo termine dei PCB dipendono in gran parte da CCL.Come materiale di substrato di base nella produzione di PCB, il CCL svolge principalmente il ruolo di interconnessione, isolamento e supporto per i PCB e ha una grande influenza sulla velocità di trasmissione del segnale, sulle perdite di energia e sull'impedenza caratteristica del circuito.La tendenza di sviluppo tecnologico del CCL è coerente con quella del PCB, che si riflette principalmente negli aspetti della miniaturizzazione, degli edifici alti, della flessibilità e dell'intelligenza.Le schede HDI e le schede carrier-like hanno requisiti più elevati per le capacità di micronizzazione delle CCLLe tavole e i backplanes a buco a più strati richiedono un numero di strati e requisiti di struttura più elevati per le CCL.Le tavole flessibili e rigide-flex richiedono una maggiore flessibilità e affidabilità del CCLI substrati dei pacchetti e le schede dei componenti incorporati hanno requisiti più elevati per l'integrazione e l'intelligenza CCL.

Secondo i diversi materiali di rinforzo, il CCL può essere suddiviso in CCL a base di tessuto in fibra di vetro, CCL a base di carta e CCL a base di composito.Il materiale di rinforzo utilizzato nel CCL a base di tessuto in fibra di vetro è il tessuto in fibra di vetroLa fibra di vetro può assorbire la maggior parte dello stress quando la scheda madre PCB è piegata,conferendo al CCL a base di tessuto in fibra di vetro buone proprietà meccanicheLa CCL a base di carta utilizza carta in fibre di pasta di legno ed è utilizzata principalmente per la fabbricazione di prodotti industriali elettronici quali computer e apparecchiature di comunicazione.Il CCL a base composita utilizza carta di fibre di pasta di legno o carta di fibre di pasta di cotone come materiale di rinforzo del nucleo e tessuto in fibra di vetro come materiale di rinforzo superficiale. È ampiamente utilizzato nella fabbricazione di elettrodomestici di fascia alta e attrezzature elettroniche.e resina fenolica CCLSulla base delle diverse proprietà meccaniche, il CCL può essere suddiviso in CCL rigidi e CCL flessibili.

In base alla dimensione della perdita dielettrica (Df) e della costante dielettrica (Dk) della CCL, la CCL può essere suddivisa in CCL ad alta velocità e CCL ad alta frequenza.CCL ad alta velocità sottolinea la propria perdita dielettrica (Df)I tipi di CCL ad alta velocità comunemente utilizzati sul mercato sono inoltre suddivisi in base alla dimensione della perdita dielettrica (Df).CCL ad alta frequenza presta maggiore attenzione alla dimensione e alla variazione della costante dielettrica (Dk), e la stabilità della costante dielettrica (Dk).e i suoi valori della costante dielettrica (Dk) e del fattore di perdita dielettrica (Df) determinano direttamente le prestazioni del PCBPiù bassa è la costante dielettrica (Dk), più veloce è la trasmissione del segnale; minore è il fattore di perdita di massa (Df), minore è la perdita di trasmissione del segnale.

Il CCL ad alta velocità si riferisce a un laminato rivestito di rame con alta velocità di trasmissione del segnale, elevata precisione di impedenza caratteristica, bassa dispersione del segnale di trasmissione e bassa perdita (Df).Le tavole ad alta velocità sono suddivise in molti tipiGeneralmente, per il confronto si usa la serie M della società di riferimento Panasonic, come M4, M6, M7 ecc.Più è avanzato e più elevato è il tasso di trasmissione al quale può adattarsi.Il livello M4 è un materiale a basso livello di perdita, che corrisponde approssimativamente a una velocità di trasmissione di 16 Gbps, il livello M6 è un materiale a basso livello di perdita e il livello M7 è un livello di perdita super ultra bassa,che corrisponde approssimativamente a una velocità di trasmissione di 32 Gbps.

Il requisito fondamentale delle schede ad alta velocità è un basso fattore di perdita dielettrica (Df).Il fattore di perdita dielettrica (Df) è una caratteristica della resinaIn linea generale, la riduzione della Df si ottiene principalmente attraverso il contenuto di resina, di substrato e di resina del substrato.01Il CCL ad alta velocità deve essere modificato su questa base o aggiungere materiali di resina come PPO/PPE.PTFE e resina di idrocarburi (due tipici materiali ad alta frequenza) hanno il valore Df più basso, al di sotto di 0.002La Df della resina utilizzata nel materiale finale ad alta velocità è compresa tra quella del materiale ad alta frequenza e quella del FR-4.

Il CCL ad alta frequenza si riferisce a un laminato rivestito di rame con una frequenza di funzionamento superiore a 5 GHz, adatto a campi ad altissima frequenza e una costante dielettrica (Dk) ultra bassa.Esso richiede inoltre che il fattore di perdita dielettrica (Df) sia il più piccolo possibile. PCB realizzati con CCL come materia prima di base può essere considerato come un dispositivo capacitivo.causando un ritardo nella trasmissioneCome per la CCL ad alta velocità, il metodo principale per ridurre il Dk consiste nel modificare la resina isolante, la fibra di vetro e la struttura complessiva utilizzata.la CCL ad alta frequenza più diffusa sul mercato è realizzata principalmente utilizzando processi di poltetrafluoroetilene (PTFE) e di resina di idrocarburiTra questi, il CCL utilizzando PTFE è il più ampiamente utilizzato.con un coefficiente di espansione termica vicino a quello della lamina di rame metallico.

2.2I materiali a monte hanno un impatto enorme sulle prestazioni delle CCL

I laminati rivestiti di rame hanno tre materie prime principali: foglio di rame, resina e tessuto in fibra di vetro, che rappresentano quasi il 90% del costo totale.Le proporzioni delle materie prime dei diversi prodotti laminati rivestiti di rame saranno leggermente diverseSecondo i dati dell'Istituto di ricerca industriale di Qianzhan, la laminazione in rame, la resina e il tessuto in fibra di vetro rappresentano rispettivamente circa il 42,1%, il 26,1% e il 19,1% del costo dei laminati rivestiti di rame..La lamina di rame viene utilizzata per formare linee di segnale e strati di alimentazione. Fattori come il tipo, lo spessore e la rugosità della lamina di rame influenzeranno la perdita di trasmissione del segnale e la corrispondenza di impedenza.In generale, per ridurre le perdite di conduttori, è necessario scegliere una lamina di rame con bassa rugosità, bassa resistività e spessore adeguato.i tipi di foglio di rame più comunemente utilizzati includono HTE (alta estensibilità), RTF (reverse), HVLP (low profile), ecc. Tra questi, il foglio di rame HVLP ha la più bassa rugosità ed è adatto per la trasmissione di segnali ad alta frequenza e ad alta velocità.

Il foglio di rame è un sottile materiale di lamiera ottenuto da rame puro o lega mediante laminazione o elettrodeposizione.Lo spessore del foglio di rame è generalmente compreso tra 5-105 micron e la larghezza è compresa tra 5-1370 mm. La lamina di rame ha una buona conduttività elettrica, conduttività termica, duttilità, resistenza alla corrosione e altre caratteristiche, ed è ampiamente utilizzata negli apparecchi elettronici ed elettrici,autoveicoliIl foglio di rame può essere suddiviso in due categorie a seconda del metodo di produzione: foglio di rame laminato e foglio di rame elettrolitico.La lamina di rame laminata è una lamina di rame prodotta laminando lingotti di rame in passaggi multipli. Il suo spessore è generalmente compreso tra 0,006-0,1 mm, ed è utilizzato principalmente nel campo della CCL flessibile.e cristallizzazione fine, ma il costo è relativamente elevato ed è adatto per la produzione di prodotti di fascia alta.Il foglio di rame elettrolitico è un foglio di rame che utilizza il principio dell'elettrolisi per depositare uno strato di rame puro su un substrato metallicoIl suo spessore è generalmente compreso tra 0,006-0,04 mm. La lamina di rame elettrolitico ha i vantaggi di basso costo, elevata efficienza di produzione e spessore regolabile.ha dei difetti quali superficie ruvida e cristallizzazione irregolare, quindi è adatto per la produzione di prodotti di fascia media a bassa.

Non è un problema, è un problema.

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