5G ミリ波基地局、AI コンピューティング パワー サーバー、車載ミリ波レーダーなどの高周波および高速のシナリオでは、プリント基板の信号伝送は物理的な限界に近づいています。従来のスルーホール設計によって引き起こされる信号残留物、寄生容量、無駄な配線スペースの問題は、システムのパフォーマンスを制限する中心的なボトルネックとなっています。{4}}そしてHDI-レーザーブラインドホール技術を深く応用した高密度相互接続ボードは、高周波信号の完全性の問題を解決するための中心的なソリューションになりつつあります。-
高周波シナリオにおける従来のプリント基板の信号の問題点はどの程度致命的か
信号周波数がGHz、さらにはミリ波の周波数帯に入ると、数ミリメートルの余分な配線や数十マイクロメートルの穴の残りでも、深刻な信号の反射、損失、電磁干渉を引き起こす可能性があります。従来のフルスルーホール PCB 設計には、解決が難しい 3 つの固有の欠陥があります。-
残留パイル反射問題: 基板全体を貫通するスルーホールは、残留パイル（スタブ）とも呼ばれる余分な「テール」を信号経路の外側に残します。これはミリ波周波数帯域での信号共振を直接引き起こし、エラー率の急増につながります。
配線スペースの無駄: スルー ホールが BGA ピンの下の貴重なスペースを大量に占有するため、0.4 mm 以下のファイン ピッチの BGA パッケージに直面する場合、高密度配線を実現することができません。{0}
信号経路が長すぎる: アパーチャをバイパスするために、重要な高速信号はより長い迂回を余儀なくされます。これにより、伝送遅延が増大するだけでなく、さらなる信号減衰が発生します。-
これらの問題点は、非常に高い信号整合性を必要とする AI サーバーや 5G RF モジュールなどのシナリオでは、全体的なパフォーマンスが標準以下となり、さらには信頼性テストの不合格につながる可能性があります。
レーザー ブラインド ホール テクノロジー: HDI ボードの高周波問題を解決するための中心的な鍵-
HDI ボードの主な利点は、「レーザー ドリリング電気めっき充填セグメント プレス」の積層プロセスにあります。このプロセスでは、従来のフルスルーホールをマイクロブラインド埋め込みホールに置き換え、最下層からの高周波信号の送信ロジックを再構築します。{0}従来の機械的穴あけとは異なり、レーザーブラインドホールは最小サイズ50μmの微細穴加工を実現でき、基板全体を貫通する必要がなく、表面とターゲット内層の間に垂直方向の相互接続を直接確立できます。この設計により、次の 3 つの革新的なパフォーマンスの向上がもたらされます。
残留杭ゼロの信号経路: レーザーブラインドホールは必要な 2 層のみを接続し、穴列に余分な残留杭はなく、ミリ波周波数帯域で最も厄介なルートからの残留杭反射の問題を排除します。
信号経路が大幅に短縮されます。重要な高速信号は止まり穴を介して隣接する層間で直接ジャンプできるため、従来のスルーホール設計と比較して伝送距離が 30% 以上短縮され、信号遅延と挿入損失も同時に減少します。{2}
配線密度の飛躍的な増加: ファインピッチ BGA の下のスペースを最大限に活用する「パッド上のホール」設計を使用して、ブラインド ホールを BGA パッド上に正確に配置でき、高密度のワイヤ出力を簡単に実現できます。{0}}
さまざまなオーダーの HDI ボードを、さまざまなパフォーマンス境界に適応させます。高周波シナリオ
HDI ボードの「次数」は基本的にレーザー ブラインド ホールの積層サイクル数であり、次数が異なる製品はまったく異なるアプリケーション シナリオに対応します。
一次 HDI (1+N+1 構造): 成熟した技術と高い費用対効果により、外層から第 2 層までレーザー ブラインド ホールが 1 つだけ開けられます。-これは、ミッドエンドからローエンドの 5G 通信モジュールや通常の産業用制御ボードに適しており、10 GHz 以内の従来の高周波信号伝送要件を満たすことができます。-
二次 HDI (2+N+2 構造): 2 つの双方向レーザー ブラインド ホール スタッキング サイクルを通じて製造され、千鳥配置および積層マイクロホール設計をサポートします。最小開口は 75 μm、線幅と間隔は 2.5/2.5 ミルで、配線密度は一次 HDI と比較して 20% 以上増加しています。-また、高い BGA 相互接続機能も備えており、ロボット コンピューティングのコアボードに適したコスト効率の高い主流の構造です。{8}}
3 次以上の HDI: 3 つ以上のレーザー ブラインド ホール サイクル。一部のハイエンド製品は Anylayer HDI 相互接続を実現でき、単一ボードの最外層に 500,000 レベルのレーザー ブラインド ホールを搭載できるため、現在の AI アクセラレーション カードと高速スイッチの主流の選択肢となっています。{2}
5 次の任意レイヤ HDI: 6 を超える圧縮サイクルが必要で、すべてのレイヤはレーザー ブラインド ホールを通じて直接相互接続できます。これは、PCB 製造技術の現在の上限を表しており、特に 5G ミリ波基地局やハイエンド AI コンピューティング サーバーなどの超高周波シナリオを対象としています。-
代表的な製品: Uniwell Circuits のレーザー穴あけ + 電気めっき充填プロセス、高周波 HDI ボード製造のエンジニアリング プラクティス-
ハイエンド PCB 分野に深く関与するメーカーとして、Uniwell Circuits はすでにさまざまな業界で高周波 HDI ボードの安定した量産ケースを達成しており、レーザー ブラインド ホール テクノロジーにおいて豊富な成熟した経験を蓄積しています。{0}
16 層一次 HDI: RO4350B+高 TG FR4 混合プレス プロセスを使用し、レーザー ブラインド ホールの最小直径は 0.1 mm で、ブラインド ホール メタライゼーションの信頼性は複数の熱サイクルを通じて検証されています。産業用ロボット制御ボード用に特別に設計されており、複雑な電磁環境でも制御信号のエラーがゼロであることを保証します。
48 層半導体テスト: 浸漬金、厚い金の電気めっき、ニッケル パラジウム金のプロセスを採用することで、はんだパッドの耐摩耗性と導電性が向上し、信号残留パイルは 6mil 以内に厳密に制御され、ハイエンド チップ テストの高密度および高信号整合性要件に完全に適合します。-
26層リジッドフレックスプリント基板: 柔軟な曲げ特性と高周波信号伝送能力を考慮して、リジッドフレックス基板上で高精度のレーザーブラインドホール位置合わせを実現します。-航空宇宙搭載電子機器で広く使用されており、高振動や広い温度範囲の環境でも安定した性能を発揮します。
18 層 HDI ボード: FR408HR 高速材料で作られ、一次セミブラインド ホール設計と組み合わせて、コストと高周波性能のバランスをとり、5G 基地局のリモート RF ユニットの主流の選択肢となっています。-
これらの製品に共通する主な利点は、レーザー穴あけエネルギー、圧縮膨張と収縮の補正、および電気めっき穴充填の均一性のプロセス全体を正確に制御できることです。各ブラインドホールの位置ずれは±25μm以内に制御され、穴壁粗さはマイクロメートルレベルで管理されており、プロセスエンドからの高周波信号の伝送品質を確保しています。
HDI高周波ボードの中核となる応用分野は業界全体に浸透しています
現在、レーザーブラインドホール技術を搭載した高周波 HDI ボードは、通信業界から複数のハイエンド製造分野に急速に拡大しています。-
5G および通信ネットワーク: ミリ波基地局、光モジュール、高速ルーター-。HDI ボードの低損失特性を利用して、数十 Gbps レベルでの安定したデータ伝送を実現します。
AI コンピューティング インフラストラクチャ: AI サーバー、GPU アクセラレーション カード、高速スイッチング バックボード。高密度ブラインドホールを使用して大規模な高速信号の相互接続問題を解決し、大規模な AI モデルの効率的な計算をサポートします。{{1}{2}
インテリジェントな運転用自動車エレクトロニクス: -車載ミリ波レーダーと ADAS ドメイン コントローラーは、狭いスペースで多数の高速センサー信号を統合し、-自動運転システムのリアルタイム性と信頼性を確保します。-
航空宇宙および医療用電子機器: 航空通信機器および医療用画像処理 RF モジュールは、極端な環境でも高い信号整合性を維持し、高い信頼性要件を満たすことができます。
HDI、高周波、リジッドフレックスプリント基板