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面向高速通信网络基础设施设备 开发出 “低传输损耗多层基板材料 MEGTRON 8”

2022-01-18

支撑新一代高速通信技术800千兆以太网(GbE)
实现业界最佳的低传输损耗

面向高速通信网络基础设施设备 开发出低传输损耗多层基板材料 MEGTRON 8

松下电器产业株式会社机电企业开发出一种低传输损耗[1]多层基板材料“MEGTRON 8”[2],用于支撑保障高速通信的通信网络基础设施设备(路由器、交换机等)。

随着5G(第5代移动通信系统)应用的快速普及,各种通信技术服务也陆续启动,社会正持续向万物互联的IoE(Internet of Everything)转变。也因如此,未来通信数据量预计将急剧增加,对高速信号处理的支撑和能源消耗的增加已成为一大社会问题。
然而为了实现IoE,高速通信的网络基础设施设备就需应对800GbE[3](112Gbps[4], PAM4[5])的数据传输速度,这是当前速度的2倍。此外,随着电信号的高速化和高频化,电子电路基板的传输损耗会增大,为了确保信号质量,需要传输损耗更小的基板材料。
为此,本企业以自主的树脂设计与材料配合技术为基础、确立了低介电损耗系数玻璃布与低粗糙度铜箔[6]的复合化技术,兼顾高多层基板所需的特性和低传输损耗,开发出业界最佳(※1)的低传输损耗多层基板材料“MEGTRON 8”。“MEGTRON 8”有助于实现数据通信的大容量化和高速化,此外低传输损耗的实现也有助于减少能源消耗。(※2)

(※1)作为基于热固性树脂的高多层基板材料,截至2022年1月18日,根据本企业调查。
(※2)在相同设备及相同条件下,与使用本企业以往的材料(MEGTRON7 R-5785(N))进行比较的结果

【特点】
1. 凭借本企业自主的树脂设计及配合技术,实现业界最佳(※1)的低传输损耗与本企业以往的材料相比 改善约30%(※3)
(※3)MEGTRON8 R-5795(U)与MEGTRON7 R-5785(N)相比,28GHz时的传输损耗改善效果
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2. 具有优良的耐热性和可靠性,可应用于高多层基板(20层以上)
(与本企业以往的材料(※4)等效)
(※4)MEGTRON7 R-5785(N)

3. 与本企业以往的材料(※4)持有相同水平的加工性,可应用常规的多层电子电路基板工序条件

【用途】
路由器、交换机、光传输设备、服务器、AI服务器、基站、半导体试验设备、探针卡等

【特点的详细说明】
1. 凭借本企业自主的树脂设计及配合技术,实现业界最佳(※1)的低传输损耗与本企业以往的材料相比 改善约30%(※3)
本企业凭借具有优良介电特性的自主树脂设计与材料配合技术、以及低介电损耗因素玻璃布与低粗糙度铜箔的复合化技术,实现业界最佳的低传输损耗,为提升高速通信网络基础设施设备的性能做出贡献。此外,通过使用低传输损耗的基板材料可高效地发送电信号,从而有望减轻设备的能源消耗。

【传输损耗比较】

面向高速通信网络基础设施设备 开发出 “低传输损耗多层基板材料 MEGTRON 8”

2. 具有优良的耐热性和可靠性,可应用于高多层基板(20层以上)(与本企业以往的材料(※4)等效)
通过本企业自主的树脂设计及材料配合技术,本材料不仅具有优良的耐热性和绝缘可靠性[7],而且具有极高的玻璃化转变温度和热分解温度。因此,即使在高端服务器或路由器等使用的20层以上的高多层基板中,也能确保在高温环境下的高度可靠性,从而有助于设备的稳定运行。

3. 与本企业以往的材料(※4)持有相同水平的加工性,可应用常规的多层电子电路基板工序条件
与使用以低传输损耗树脂而广为人知的PTFE(聚四氟乙烯)的氟树脂基板不同,本企业的材料使用了热固性树脂,在电路基板工序内可实现与以往的材料同等的制造。

【特性表】
MEGTRON8 有两种玻璃布类型的产品

<产品型号> 覆铜板材料:R-5795(U)、R-5795(N);树脂固化片:R-5690(U)、R-5690(N)

面向高速通信网络基础设施设备 开发出 “低传输损耗多层基板材料 MEGTRON 8”

【术语说明】
[1] 传输损耗
在电子电路基板布线(传输线路)上传输的信号因材料和距离等因素而衰减的程度。
单位为分贝(dB)。
[2] MEGTRON
“MEGTRON”是本企业的注册商标。本企业以MEGTRON品牌推出支撑高速传输的多层基板材料系列产品。业界领先的多层基板材料,支撑服务器、路由器、超级计算机、基站等高速通信网络基础设施设备以及汽车、航空航天等广泛领域的高速大容量传输。
尤其是MEGTRON 6(2004年开始量产),作为用于高端服务器的低传输损耗多层基板材料的先行者,2014年4月获得“第46届市村产业奖 功绩奖”,2016年3月获得“第62届大河内纪念生产奖”。
[3] 800GbE (Gigabit Ethernet)
正由Ethernet Technology Consortium(以太网技术联盟)推进标准化的有线高速通信新标准。超过当前最快规格的400GbE,成为新一代接口规格。
[4] bps (Bit per Second)
表示1秒钟可收发的数据量(bit)的单位。数值越大,通信速度越快。
112Gbps表示1秒钟可传输112Gbit的数据量。
[5] PAM4 (4Pulse Amplitude Modulation)
4脉冲幅度调制方式,传输信号的一种方式。
[6] 低粗糙度铜箔
表面粗糙度极小的铜箔。高频电流流经铜箔表面(趋肤效应),因此通过使用表面凹凸小的低粗糙度铜箔,可以降低传输损耗。
另一方面,表面凹凸小的铜箔与基材树脂的物理粘合力(锚固效应)低,因此设计具有提高粘合强度的树脂尤为重要。
[7] 绝缘可靠性
针对电子电路基板绝缘电阻劣化的可靠性。
(一般通过在高温高湿下施加电压的加速试验进行评估)
[8] 玻璃化转变温度(Tg)
高分子材料受热,物理性质发生变化时的温度点被称为玻璃化转变温度。
[9] 相对介电常数(Dk)
介电常数表示从外部施加电荷到绝缘性物质时极化的容易程度,各种物质的介电常数各有不同。越是容易极化的物质往往越容易蓄电,因此难以极化的物质(介电常数小)有利于有效地传输电信号。相对介电常数是指真空介电常数为1时的物质的介电常数之比。
[10] 介电损耗因数(Df)
绝缘性物质内部的电能损耗程度。
介质损耗因数越小,电能损耗也越小,从而降低电信号的传输损耗。

【产品咨询】
机电企业 电子材料事业部
https://industrial.panasonic.cn/cuif/ea/contact-us?field_contact_group=2797&field_contact_lineup=3251&ad=press20220118zh

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