Leiterplattentechnisch - FPC-Verdrahtungsplatte

Das fpc Breakout Board ist ein spezielles Motherboard, das hauptsächlich für Industrie-PC verwendet wird, um mit Industrieprojekten umzugehen. Wählen Sie aus, ob eine vollständig isolierte Breakout-Platine entsprechend den Anforderungen benötigt wird.

Die Hauptfunktion des Breakout Boards besteht darin, die Rotationsbewegung des Motors in lineare Bewegung umzuwandeln. Relaismodule verwenden häufig Kugelgewindetriebe oder Schleifschrauben. Die rollende Reibung zwischen der Kugelspindel und der Mutter wird durch die Stahlkugel gebildet, die glatte Bewegung, hohe Übertragungseffizienz und einfach zu erreichende Hochgeschwindigkeitsbetrieb hat. Der Durchmesser der Stahlkugel kann geändert werden oder Doppelmuttern können verwendet werden, um das axiale Spiel effektiv zu lösen.

PCB Breakout Board Struktur

Die Leiterplatten-Breakout-Platine wird zwischen den Komponenten und der Leiterplatte gesetzt, wobei Metallumverdrahtung (RDL) auf der oberen und unteren Oberfläche verteilt ist. Nach dem Verpacken werden die Komponenten im Allgemeinen durch Fliplöten mit der Adapterplatine verbunden, und die Breakout-Platine wird mit der Leiterplatte unten durch BGA auf Leiterplattenebene verbunden. Die Leiterplatten-Breakout-Platine dient als Zwischenbrücke zwischen Komponenten und Leiterplatten und kann mehrere Chips durch RDL sowie zwischen Chipkomponenten und Leiterplatten miteinander verbinden.

Vorteile von Breakout Board

1. Hochdichte I/O-Verbindung. Mit der rasanten Zunahme der Verbindungsdichte und der I/O-Menge nimmt die für Flipflop-Schweißen erforderliche Steigung der Metallvorsprünge weiter ab, was zu erheblichen Herausforderungen bei den Produktionskosten und Fertigungsschwierigkeiten für Metallvorstände führt. Die Breakout-Platine verwendet RDL-Schichten mit geringer Linienbreite und hochdichter Verdrahtung, um eine Umverteilung von High-Density-I/O zu erreichen, wodurch die Anforderung an Pitch-Bumps reduziert wird. TSV-basierte Breakout-Boards können E/A mit hoher Dichte auf der Rückseite der Breakout-Platine umverteilen und gleichzeitig die Verbindungslänge zwischen Chips und Leiterplatten verkürzen, wodurch Energieverbrauch und Latenz reduziert werden.

2. Verbesserung der Integration. Die RDL-Leitungsbreite auf der Breakout-Platine ist klein und die Verdrahtungsdichte ist groß, was die Systemintegration verbessern kann. Obwohl der Systembereich zugenommen hat und der Integrationsgrad im Vergleich zur 3D-Integration relativ klein ist, kann die PCB-Breakout-Platine im Vergleich zur Drahtbondmethode den Integrationsgrad verbessern und den Systembereich zu einem gewissen Grad reduzieren.

3. Heterogene Integration. Die Breakout-Platine kann Chips mit verschiedenen Funktionen, Prozessen und Substraten kapseln, wodurch eine heterogene Integration des Systems erreicht und seine Funktionalität erhöht wird.

Klassifizierung von Breakout Boards

Die Ausbrechbretter können je nach Material in anorganische und organische Adapterplatten unterteilt werden, und die anorganischen Ausbrechbretter umfassen hauptsächlich Silizium-, Keramik- und Glasausbruchbretter; Je nachdem, ob TSV auf der Adapterplatine vorhanden ist, kann die Adapterplatine in TSV-Adapterplatine und TSV-freie Breakout-Boards unterteilt werden.

1. Organische Breakout-Bretter: Niedrige Herstellungskosten und geringe Herstellungsprozess-Schwierigkeit. Die organischen Breakout-Boards weisen jedoch einen großen Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) und eine schlechte Dimensionsstabilität auf, was zu einer begrenzten Verbindungsleitungsbreite und I/O-Dichte führt; Darüber hinaus hat organische Materie niedrige Wärmeleitfähigkeit und schlechte Wärmeableitungsleistung; Darüber hinaus haben die organischen Breakout-Boards einen kleinen Elastizitätsmodul und sind anfällig für Verzerrungen während des Herstellungsprozesses.

2. Keramische Breakout-Platten: Es hat gute Dimensionsstabilität, hohe Wärmeleitfähigkeit und gute Wärmeableitungsleistung, aber die I/O-Dichte der keramischen Adapterplatte ist begrenzt, was zu hohen Herstellungskosten und Schwierigkeiten führt.

3. Silizium Breakout Board: Mit guter Dimensionsstabilität kann es kleine Linienbreite, kleine Neigung und Verdrahtung mit hoher Dichte erreichen. Aber die Herstellungskosten von Silizium Breakout Board sind hoch, und der Übertragungsverlust ist hoch bei hohen Frequenzen.

4. Glass Breakout Board: Mit guter Isolierung und Isolierung kann es Einfügungsverlust und Übersprechen bei hohen Frequenzen effektiv reduzieren; Gleichzeitig ist der Wärmeausdehnungskoeffizient von Glas einstellbar, was die thermische Mismatch mit verschiedenen Materialien verringern kann. Glas ist jedoch spröde, hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, eine schlechte Wärmeableitung und es ist schwierig, Löcher mit kleinen Öffnungen und großen Seitenverhältnissen herzustellen.

5. Siliziumbasierte Breakout-Platte mit TSV: Derzeit hat es breite Aufmerksamkeit in High-End-Verpackungen erhalten. Die RDL-Leitungsbreite der siliziumbasierten Breakout-Platine ist kleiner als 1um, und der TSV ist 50:5, der kleine Leitungsbreite, kleine Steigung und Verdrahtung mit hoher Dichte erreichen kann. Das CoWoS (Chip on Wafer on Substrate) von TSV war das erste, das das siliziumbasierte Breakout Board für kommerzielle Anwendungen einführte. Das HPC-Paket, das auf der Silizium-Breakout-Platine von TSV basiert, kann Hochleistungs-Computing-Chips und Speicherchips in einem Paket integrieren, den Stromverbrauch um 50% reduzieren und die Leistung um das Dreifache verbessern.

6. Organische Breakout-Boards ohne TSV: Im Allgemeinen ist die Verbindungsdichte niedrig, und es ist notwendig, die lokale Verbindung durch eingebettete Silizium-Brücken zu erhöhen. Ein typisches Beispiel hierfür ist die von Intel entwickelte Embedded Multi-Chip Bridge (EMI B). Durch die Einbettung einer hochdichten RDL-Silizium-Breakout-Platine in eine organische Breakout-Platine wird die Verbindung zwischen mehreren Chips erreicht und gleichzeitig die Produktionskosten gesenkt. Diese Technologie wurde im i7-8809G eingesetzt, wo GPU und HBM über eine Silizium-Brücke miteinander verbunden sind.

Das PCB Breakout Board ist ein spezielles Motherboard, das hauptsächlich für Industrie-PC verwendet wird, um industrielle Projekte zu bewältigen. Das industrielle Steuerungs-Motherboard ist eine kartenförmige Verbundplatine, die, wie das kommerzielle Motherboard, mit verschiedenen industriellen Komponenten und verschiedenen Steckdosen gefüllt ist. Aus der Perspektive des Leiterplattentyps ist die Breakout-Platine relativ klein und hat mehrere serielle RS232-Ports oder RS485/422-Ports oder mehrere LAN-Netzwerkanschlüsse. Das Breakout Board verwendet Low-Power-Chips, um Energie zu sparen Hohe Temperaturen und andere Probleme, die bei längerem Betrieb auftreten.