4月2日,美国CCL厂商Advanced Chip & Circuit Materials, Inc.(简称: ACCM)推出Celeritas SF1600,这是一款层压及半固化片材料,从根本上消除了纤维编织偏斜(fiber weave skew)。
纤维编织偏斜本质上是材料问题,而非布线问题。玻纤织物会形成一种空间周期性的介电结构,使差分对信号在树脂富集区与玻纤富集区之间交替传播。在差分对中,两条导体路径不同,从而产生时间延迟(即偏斜)。
在224 Gbps PAM4及更高速率下,通过拼板旋转(panel rotation)、蛇形走线(serpentine routing)或锯齿补偿(zig-zag compensation)已无法有效解决这一问题。Celeritas SF1600通过ACCM专有的树脂与增强材料技术,从根本上消除该问题,经验证实现了零偏斜性能,并在同类产品中提供最低的介电损耗——且可在标准FR-4工艺设备上加工,无需特殊的处理、存储或基础设施升级。
行业一直在寻求基于石英(Quartz)的材料来满足当前及下一代应用的损耗要求。然而,这类产品不仅无法解决偏斜问题,还引入了新的挑战。其树脂体系通常通过大量填料来满足热膨胀系数(CTE)和损耗因子(DF)要求,但这会与石英纤维(软化点约1665°C)产生不匹配,导致标准CO2激光钻孔难以实现干净加工,在微盲孔(microvia)孔壁中残留纤维残桩(fiber stubs),从而影响镀层质量和通孔可靠性。
此外,这类高填料树脂体系与铜箔的附着力较差:Tier 9石英基系统在HVLP4铜箔上的剥离强度约为2 pli,且在HVLP3以上难以保持可靠性能,从而限制了224 Gbps和448 Gbps所需的导体损耗裕量。相比之下,Celeritas SF1600在相同铜箔上的剥离强度超过5 pli。与此同时,为了将纤维编织共振频率压低至224 Gbps信号的奈奎斯特频率以下,需要超过15°的拼板旋转角度,这会显著浪费本已昂贵且供应受限材料的有效利用面积。
Celeritas SF1600具有Dk=2.80、Df=0.0007的电气性能,在高达110 GHz的频率以及一定的温度与湿度条件下均保持稳定。在采用HVLP4铜箔、7 mil差分对条件下,其实测插入损耗约为1.05dB/英寸(56GHz);使用HVLP5铜箔预计可达约0.95dB/英寸。该材料可通过标准CO2及UV激光设备实现干净钻孔,同时支持机械钻孔,无纤维拉脱(fiber pull-out)或刀具磨损问题。
关键性能特点
●实现零纤维编织偏斜(多次测试验证)
●在56GHz、7mil差分对、HVLP4铜箔条件下,插入损耗约1.05 dB/英寸(HVLP5预计约0.95 dB/英寸)
●Dk=2.80,Df=0.0007,跨频率稳定
●玻璃转化温度(Tg)约215°C
●热分解温度>400°C
●通过50次260°C回流焊模拟测试
●优异的堆叠微盲孔(stacked µvia)可靠性(500次循环,光学显微镜测试)
●厚度范围:25–150 µm
●兼容标准FR-4层压加工工艺——无需特殊存储、处理或化学体系要求
●CO2与UV激光钻孔性能稳定一致,同时支持机械钻孔——无纤维残桩,无需特殊工艺窗口
●在HVLP4铜箔上的剥离强度>5 lbs(Tier 9石英树脂体系约2pli);兼容HVLP5
比特误码率(BER)失效不会留下任何物理痕迹——电路板不会开裂、不会分层,且可通过外观检测。然而,其影响只会在系统部署阶段显现,例如链路无法建立,或系统仅能以80%带宽运行且原因不明。这使得材料在实验室中可能通过验证,但在实际应用中性能不足,从而导致项目在查明根本原因前陷入停滞。其带来的财务风险是真实且巨大的——只是通常在问题暴露之前难以察觉。Celeritas SF1600及ACCM 的Celeritas材料系列基于在接近量产条件下验证的数据构建。对于224 Gbps及更高速率的设计团队而言,其工程价值明确且无可争议的。
ACCM是一家总部位于美国加利福尼亚州圣何塞的先进材料公司,在威斯康星州有生产基地,生产PCB、封装基板及build-up层介电材料。公司致力于为人工智能、超高速数字系统及半导体封装应用开发材料解决方案。