Fabrication de circuits imprimés 800G pour équipements réseau

Face à la demande croissante de bande passante et de capacité de transmission de données pour les centres de données, le cloud computing et les infrastructures d'IA, la connectivité haut débit 800G a été adoptée dans certains commutateurs, routeurs et autres équipements réseau haute performance pour centres de données. Ces débits de données plus élevés imposent des exigences plus strictes aux matériaux des circuits imprimés, à la fabrication des circuits, au contrôle d'impédance et aux interconnexions entre les couches.

Les cartes de circuits imprimés (PCB) assurent les connexions électriques et les voies de transmission des signaux pour les puces de commutation, les interfaces haut débit, les circuits d'alimentation et autres modules fonctionnels. Dans les équipements réseau 800G, les matériaux, l'empilement et la précision de fabrication des PCB doivent également répondre aux exigences du produit en matière d'intégrité du signal haut débit et d'alimentation. Les différents dispositifs réseau 800G présentent des configurations de ports, des architectures de cartes, des types d'interfaces et des interconnexions internes variables ; par conséquent, les matériaux, les structures d'empilement et les configurations de circuits des PCB doivent être définis en fonction des exigences spécifiques du produit. 

HoYoGo est un fabricant professionnel de circuits imprimés 800G, reconnu pour sa fiabilité, sa précision, ses capacités de production multicouches et à haute vitesse. Les équipements réseau 800G exigeant une transmission de signal à haut débit et une fiabilité à long terme accrues, les sections suivantes examinent les principaux aspects de la fabrication de circuits imprimés, notamment la précision de fabrication, les matériaux à faibles pertes, les interconnexions entre les couches et le perçage arrière. 

Exigences de précision de fabrication pour la transmission à grande vitesse

Les équipements réseau 800G utilisent la transmission de signaux multicanaux à haut débit. Pour les pistes à impédance contrôlée, la largeur de la piste, l'espacement des paires différentielles, l'épaisseur du cuivre, l'épaisseur du diélectrique et les propriétés diélectriques du matériau peuvent influencer l'impédance résultante. La structure de l'empilement et les variations dimensionnelles lors de la fabrication peuvent également affecter la transmission du signal à haut débit.

La fabrication de circuits imprimés exige un contrôle rigoureux des paramètres clés tels que les dimensions des pistes, leur compensation, l'épaisseur du cuivre, l'épaisseur du diélectrique et l'uniformité de la gravure, conformément aux structures d'empilement, aux objectifs d'impédance et aux exigences techniques spécifiés par le client. Les pistes à impédance contrôlée doivent également être vérifiées selon les objectifs d'impédance et les conditions de test spécifiés afin de garantir que l'impédance réelle reste dans la plage requise.

Matériaux à faibles pertes et pistes à haute vitesse

Les signaux à haut débit circulant sur un circuit imprimé sont sujets à des pertes diélectriques et conductrices. Pour certains équipements réseau 800G, des facteurs tels que la constante diélectrique (Dk), le facteur de dissipation (Df), la rugosité de surface du cuivre, la longueur des pistes et l'épaisseur du diélectrique peuvent induire des pertes de transmission. Les exigences d'intégrité du signal pour les liaisons SerDes à haut débit rendent également essentiels des paramètres tels que l'affaiblissement d'insertion, la diaphonie et la continuité d'impédance.

En fonction de la structure des pistes, des distances de transmission et des performances requises, certaines cartes de circuits imprimés 800G peuvent utiliser des matériaux à faibles pertes. Ces matériaux se distinguent par leurs systèmes de résine, leur stabilité dimensionnelle et leurs caractéristiques de mise en œuvre. En production, les conditions de stratification, de perçage et de fabrication des circuits doivent être déterminées en fonction des caractéristiques des matériaux. Il convient également de veiller à la constance des paramètres clés, notamment les propriétés électriques des matériaux, la stabilité de la constante diélectrique (Dk) et de la constante diélectrique (Df), ainsi que l'épaisseur du diélectrique.

Structures multicouches et interconnexion à haut débit

Les commutateurs et routeurs 800G doivent généralement interconnecter des interfaces haut débit, des puces de commutation, des circuits d'alimentation et d'autres modules fonctionnels sur une surface limitée. Grâce à une architecture multicouche adaptée, les circuits imprimés multicouches peuvent assurer le routage des signaux haut débit, la distribution de l'énergie et les interconnexions entre les modules fonctionnels.

Pour les circuits imprimés à haute densité de routage et interconnexions complexes, des procédés tels que l'alignement des couches, la stratification, le perçage et la métallisation des trous nécessitent un contrôle rigoureux. Certains produits haute densité peuvent également utiliser des structures HDI avec microvias et autres structures d'interconnexion, selon les exigences de conception. Pour ces circuits imprimés, une attention particulière doit être portée à la précision du positionnement des trous, à la qualité du perçage laser, à la métallisation des trous et aux autres facteurs de fabrication critiques.

Vias à grande vitesse et perçage arrière

Lorsqu'un signal à haut débit circule entre différentes couches d'un circuit imprimé, des vias sont généralement utilisés pour assurer les connexions intercouches. Pour les pistes de signaux à haut débit, les portions inutilisées des vias traversants, appelées stubs de via, peuvent provoquer des réflexions et affecter les performances de transmission du signal. Certains circuits imprimés utilisés dans les équipements réseau 800G peuvent nécessiter un perçage arrière pour supprimer les portions inutilisées des vias traversants métallisés. Cette opération raccourcit les stubs de via et réduit leur impact sur la transmission du signal à haut débit.

Pour les circuits imprimés nécessitant un perçage arrière, des paramètres clés tels que la profondeur de perçage, la précision de positionnement et la longueur de passe restante doivent être contrôlés conformément aux plans du client, à l'empilement des couches et aux exigences de conception des vias. Le processus de perçage arrière doit également correspondre à l'empilement des couches du circuit imprimé et à la position de la couche cible afin d'éviter que les écarts de perçage n'affectent les vias haute vitesse.

Fiabilité des circuits imprimés sous charge thermique

Les équipements réseau 800G intègrent généralement des puces de commutation haut débit, des modules d'interface et des composants d'alimentation qui génèrent de la chaleur en fonctionnement à forte charge. La dissipation thermique globale dépend principalement de la conception thermique du système, mais les propriétés thermomécaniques des matériaux du circuit imprimé, la qualité des liaisons intercouches et des interconnexions par vias peuvent également affecter la fiabilité à long terme.

Pour les circuits imprimés exposés à des températures élevées ou à des cycles thermiques prolongés, les matériaux doivent être sélectionnés en fonction des conditions de fonctionnement du produit et des exigences de fiabilité. Les principaux facteurs de fabrication, tels que la qualité de la stratification, la liaison intercouche et la qualité des trous métallisés, doivent également être contrôlés avec soin afin de réduire les risques de problèmes de fiabilité comme le délaminage et la fissuration du noyau. Pour les applications à haute fiabilité, les caractéristiques de dilatation thermique des matériaux et leur stabilité structurelle sous l'effet de cycles thermiques prolongés doivent également être prises en compte.

Production en volume et constance

Dès le début de la production en série des circuits imprimés 800G , la constance de la fabrication entre les différents lots devient un facteur essentiel. Les variations des propriétés des matériaux, de l'épaisseur du diélectrique, des dimensions des pistes, de l'épaisseur du cuivre et de la structure des vias peuvent affecter l'impédance, les dimensions et les performances électriques des circuits imprimés finis.

De la gestion des matières premières à la fabrication des circuits des couches internes et externes, en passant par la lamination, le perçage, le dépôt de cuivre chimique, la galvanoplastie et les tests électriques finaux, les processus critiques et les paramètres de fabrication doivent être maîtrisés conformément aux spécifications du produit. Ceci permet de garantir la constance des paramètres clés entre les lots de production et de vérifier la conformité des circuits imprimés finis aux spécifications applicables grâce aux inspections et tests requis.

De 800G à une bande passante supérieure

La connectivité 800G est déjà utilisée dans les réseaux de centres de données à haut débit, tandis que la technologie d'interconnexion réseau continue d'évoluer vers une bande passante de 1,6 Tbit/s et plus. L'augmentation des débits de données et de la densité d'interconnexion impose des exigences de plus en plus strictes en matière de choix des matériaux des circuits imprimés, de fabrication de précision, de lamination multicouche, de contrôle d'impédance et de fabrication de vias complexes.

Face à la demande croissante de liaisons SerDes haut débit et de transmission de signaux à haute fréquence, les circuits imprimés haute vitesse nécessiteront des progrès supplémentaires en matière de contrôle de l'intégrité du signal, de traitement des matériaux à faibles pertes et de fabrication de précision. Les équipements réseau pouvant différer au niveau des puces, des interfaces, des structures d'empilement et des architectures d'interconnexion, les fabricants de circuits imprimés doivent sélectionner les matériaux appropriés et déterminer les conditions de traitement adéquates en fonction des spécifications du produit et des exigences techniques du client. 

HoYoGo est un fabricant professionnel de circuits imprimés 800G, spécialisé dans la fabrication de circuits imprimés multicouches de haute précision et à haute vitesse. Afin de répondre aux exigences de transmission du signal et de constance de fabrication des commutateurs, routeurs et équipements de réseau pour centres de données 800G, nous proposons des services de fabrication de circuits imprimés personnalisés, adaptés aux spécifications et exigences techniques de chaque client . Notre production et notre contrôle qualité respectent les normes IPC applicables et les spécifications de nos clients, leur permettant ainsi de commercialiser leurs produits de réseau haut débit.