OCS全光交换技术

0819~OCS（全光交换技术）对PCB产生了哪些影响？

领导好，直入主题——

⚡ 一、高频高速信号传输要求升级

1. 低损耗材料强制应用

      全光交换需支持400G/800G光模块，要求PCB介质损耗角正切（Df）低于0.0015，介电常数（Dk）≤3.0。目前国内东材的双马来酰亚胺树脂(BMI)介电损耗(Dk<3.0)和耐温性(Tg>280℃)指标全球领先。

2. 阻抗控制精度逼近极限

      为减少信号反射，需将阻抗偏差控制在±5%以内（传统设计为±10%）。这要求：

   · 线宽/线距达1.5mil/1.5mil（约38μm）的顶尖精度

   · 采用十度走线设计规避玻纤效应导致的阻抗不连续

   · 表层铜厚0.5OZ+电镀、内层1OZ铜厚，结合电磁熔合压合技术控制层偏＜3mil

🧩 二、高密度互连设计成为刚需

1. 多层HDI与微型过孔技术

   · 8层三阶HDI PCB成为主流，通过盲埋孔+激光钻孔实现10层以上等效布线密度。例如鼎纪电子的8层三阶板在100G光模块测试中插入损耗＜0.3dB/inch。

   · Skip Via技术替代传统盲孔：控深钻+激光钻孔直接连接TOP层与第三层，避免多次压合，缩短加工周期30%。

2. CPO封装推动PCB-光路融合

      共封装光学（CPO）将光引擎与交换芯片集成，要求PCB：

   · 支持1024根光纤在有限空间内路由（如交换机面板）

   · 集成光纤柔性板（如爱德泰Shuffle方案）：PI基板以＜0.1mm精度排布光纤，弯曲半径＜2mm，高度＜1mm

   · 采用POFV（Via in Pad） 技术：过孔直接打在焊盘上，减少布局空间占用

🔥 三、散热与电源完整性挑战加剧

1. 热管理方案创新

   · 嵌入式铜块散热：在电源层嵌入铜通道（鼎纪方案），使100G光模块PCB温降15℃

   · 金属基PCB/陶瓷基板：导热系数＞5W/mK，用于GPU/CPU等高功耗区

   · 优化设计：散热孔阵列+2.4mm加厚板设计（如AI服务器PCB），降低热阻

2. 电源噪声抑制技术

   · 增加电源/地层比例（如1:1:1信号:电源:地层）

   · 埋容工艺：将去耦电容嵌入PCB内部，缩短与芯片距离，降低电源路径电感

   · 平面分割优化：GND平面隔离信号层与电源层，避免跨分割

     对铜箔厚度及抗变形工艺要求更高（国内涉及HVLP5的有德福、铜冠、隆扬）

🛡️ 四、可靠性强化与制造工艺革新

1. 特种加工工艺保障长期稳定

   · 树脂塞孔：100%填充8-10mil过孔，杜绝水汽腐蚀（寿命提升3倍）

   · 3D背钻：将过孔stub控制在2-8mil，减少信号反射（对比传统D+8方案，D+6提升GND平面面积）

   · 通过168小时盐雾测试+1000次热冲击循环的军工级标准

2. 检测与量产能力升级

   · 全流程AOI检测：以色列Camtek设备实现99.99%缺陷捕捉率

   · 72小时快速打样（行业平均5-7天），支持AI服务器紧急需求

   高精打孔+AOI检测（大族及芯碁全产业链设备）

💎 五、总结：PCB技术演进的核心方向

数据中心全光交换将PCB推向“超高密、超高速、超可靠”的三超标准：

1. 材料层面：低Dk/Df板材成为基础选项，陶瓷基板等新材料加速渗透；

2. 设计层面：8层+HDI+三阶微孔是主流配置，CPO驱动PCB-光路一体化设计；

3. 工艺层面：树脂塞孔、3D背钻、POFV等特种工艺从“可选”变为“必选”；

4. 验证标准：从电性能测试扩展至热冲击、盐雾等环境可靠性验证。