124-Schicht-PCB: Was die Leiterplatte von OKI besonders macht

Ähnlich wie bei einem perfekten Blätterteig, der durch seine zahlreichen, sorgfältig gefalteten Schichten besticht, erfordert auch die PCB-Technologie präzise Schichtarbeit. In einer beeindruckenden Weiterentwicklung der Leiterplattentechnologie hat OKI Circuit Technology eine 124-Schicht-Leiterplatte (PCB) entwickelt, die speziell für die Prüfung von Halbleiterwafern mit High Bandwidth Memory (HBM) konzipiert ist. Diese neue Technologie stellt einen bemerkenswerten Fortschritt dar, indem sie die bisherige Grenze von 108 Schichten überwindet, ohne die Standarddicke von 7,6 mm der Platinen zu erhöhen. Doch während beim Blätterteig das Falten essenziell ist, sollte diese beeindruckende Weiterentwicklung der Leiterplattentechnologie niemals geknickt werden.

Technische Meisterleistung in der PCB-Fertigung

Der Sprung von 108 auf 124 Schichten mag auf den ersten Blick marginal erscheinen, doch in der präzisionsgetriebenen Welt der PCB-Fertigung markiert er einen bedeutenden Wandel. Die 15-prozentige Erhöhung der Signalebenenanzahl wurde erreicht, ohne die übliche Dicke der Leiterplatte zu überschreiten, die durch bestehende Formfaktoren in der Wafer-Testausrüstung begrenzt ist. Dieses Kunststück gelang durch die Entwicklung von ultradünnen Materialien und Werkzeugen sowie durch die Einführung eines automatischen Transportsystems für diese Materialien in die Produktionslinie.

Sean Kincaid, Präsident von K & F Electronics, kommentierte diese Entwicklung auf LinkedIn: „Stellen Sie sich vor, Sie entwerfen, fertigen und montieren dieses Monster. OKI Circuit Technology hat gerade eine 124-Schicht-PCB veröffentlicht, die die langjährige 108-Schicht-Grenze sprengt, während die Platinenstärke bei nur 7,6 mm bleibt.“ Kincaid lobte weiter die Herausforderungen bei der Herstellung und die bemerkenswerte Leistung von OKI.

Anwendungen und Zukunftsaussichten

Diese 124-Schicht-Konfiguration könnte neue Türen in der Prüfung von KI-Halbleitern öffnen, wo die Wafer-Inspektion von gestapelten HBM-Modulen präzise, hochgeschwindigkeitsfähige Signalintegrität erfordert. Die Leiterplatte unterstützt Frequenzen über 112 GHz und ist für Anwendungen im Bereich der HBM-Testplattformen, KI, Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung geeignet. Integrierte Erdungsebenen und Mikrovia-Arrays minimieren die Störsignale und verbessern zudem den Wärmeabfluss. Wie Kincaid anmerkte, ist die Herstellung einer solchen Platine nicht nur technisch anspruchsvoll, sondern auch kostspielig, mit Materialkosten von über 4.800 US-Dollar pro Quadratmeter und einer Produktionszeit von bis zu 16 Wochen.

Herausforderungen und Grenzen der Nicht-ganz-Rekord-Leiterplatte

Die Komplexität der Herstellung solcher Platinen bringt neben den naturgemäß hohen Kosten auch technische Herausforderungen mit sich. Die mechanischen Belastungen durch thermische Zyklen, insbesondere an den Kupfer-FR-4-Grenzen, können zu Problemen wie Pad-Kraterbildung führen. Die Diagnose solcher Fehler in mittleren Schichten erfordert oft zerstörerische Querschnitte, was die Fehlersuche zu einer Herausforderung macht.

Während OKIs 124-Schicht-PCB nicht den Weltrekord von 129 Schichten übertrifft, der 2012 von Denso aufgestellt wurde, zeichnet sich die Technologie durch ihre praktische Nutzbarkeit und Skalierbarkeit aus. Durch die Aufrechterhaltung der konventionellen Platinenstärke und die Sicherstellung der Herstellbarkeit könnte OKIs Arbeit helfen, die Kluft zwischen theoretischen Grenzen und skalierbarer Produktion zu überbrücken.