OKI досягає рекорду з випуском 124-шарової друкованої плати

Компанія OKI Circuit Technology представила 124-шарову друковану плату, яка є найвищою з відомих нині комерційних висот стека для застосування при тестуванні напівпровідникових приладів. Це стало важливою віхою в розвитку електронного пакування високої щільності. Це досягнення виходить за рамки давно встановленої 108-шарової стелі та може означати нову еру в розробці підкладок для штучного інтелекту, оборони, аерокосмічної промисловості та передових комунікаційних технологій.

На папері стрибок зі 108 до 124 шарів може здатися незначним, але у світі виробництва друкованих плат, орієнтованому на точність, він знаменує собою фундаментальний зсув у можливостях. Збільшення кількості сигнальних шарів на 15% було досягнуто без збільшення стандартної товщини плати 7,6 мм - обмеження, що накладаються наявними обмеженнями формфактора у випробувальному обладнанні на рівні пластин.

Традиційні конструкції друкованих плат досягають механічних і теплових меж задовго до 100 шарів через розтікання смоли, схлопування отворів і проблем із міжшаровою реєстрацією. Досі надійне перевищення 108 шарів часто означало необхідність використання більш товстих плат або зниження надійності - компроміси, які OKI ефективно обходила стороною.

Рішення забезпечує безпрецедентну щільність сигналів і вертикальний взаємозв'язок, що особливо цінно для зондування пластин нового покоління пам'яті з високою пропускною спроможністю (HBM), використовуваної в прискорювачах штучного інтелекту. Кожен додатковий шар дає змогу розробникам прокладати більше сигналів у безпосередній близькості один від одного, інтегрувати додаткові земляні площини та краще керувати високошвидкісними диференційованими парами, необхідними для таких протоколів, як PCIe Gen6 і CXL 3.0.

Збільшення кількості шарів друкованої плати тривалий час було обмежене точністю вирівнювання, надійністю і тепловою ізоляцією. Прорив OKI зумовлений не одиничним відкриттям, а цілим набором удосконалень. Ключовим елементом конструкції є використання ультратонких діелектричних матеріалів завтовшки всього 25 мкм на шар з низькими втратами, придатними для частот, що перевищують 112 ГГц. Ці матеріали, найімовірніше, високопродуктивні ламінати, як-от Megtron 7, забезпечують жорсткий контроль імпедансу (±5 %), підтримуючи водночас теплопровідність, необхідну для високопотужних чипів AI.

Ця 124-шарова конфігурація може відкрити нові двері в галузі тестування напівпровідників за допомогою штучного інтелекту, де контроль на рівні пластин складених модулів HBM вимагає точної та високошвидкісної цілісності сигналів. Кожен додатковий шар збільшує пропускну здатність і потенціал екранування. У серверах AI багатошарові плати OKI підтримують інтегровані наземні площини та масиви мікровібраторів, які мінімізують перехресні перешкоди та втрати сигналу, покращуючи тепловідведення. Такі можливості роблять технологію придатною і для аерокосмічних та оборонних застосувань. Завдяки симетричному укладанню і надійності за стандартом MIL-STD-883G за 1000+ термічних циклів, ці друковані плати теоретично здатні витримувати екстремальні умови довкілля, зберігаючи при цьому електричну цілісність.

Величезна складність, природно, тягне за собою величезні витрати. Кожен квадратний метр 124-шарової друкованої плати OKI вимагає витрат на матеріали в розмірі $4800, час виробництва розтягується до 16 тижнів, а рівень виходу продукції становить близько 65%. Це набагато нижче 85%, характерних для 108-шарових плат.

Механічні напруження, що виникають під час термоциклування, особливо на кордонах мідь-FR-4, перевищують 80 МПа, що іноді призводить до утворення кратерів на майданчиках або погіршення якості сигналів у корпусах BGA з дрібним кроком. Для усунення таких дефектів у середніх шарах стека часто потрібен руйнівний поперечний переріз, що перетворює діагностику на авантюру.

Як і у випадку з більшістю передових технологій, безпосереднє застосування обмежується нішевими, високопродуктивними галузями, але з часом основоположні інновації можуть поширитися по всьому світу. Досягнення в галузі адитивного виробництва та інструменти EDA, засновані на AI, можуть в кінцевому підсумку дозволити досягти аналогічної продуктивності з меншою кількістю шарів або за нижчою ціною.

Хоча 124-шарова друкована плата OKI не перевершила світового рекорду у 129 шарів, встановленого компанією Denso у 2012 році, вона вирізняється радше практичною корисністю, ніж екстремальністю. Зберігаючи традиційну товщину плати та забезпечуючи технологічність, робота OKI цілком може допомогти подолати розрив між теоретичними обмеженнями й масштабованим виробництвом.

Kingston повертається у «вищу лігу» серверних NVMe SSD