松下 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

支持新一代高速通信技术800千兆以太网（GbE）
实现业界较佳的低传输损耗

松下电器产业株式会社机电公司开发出一种低传输损耗[1]多层基板材料“MEGTRON 8”[2]，用于支持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持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，本公司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，开发出业界较佳（※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，根据本公司调查。
（※2）在相同设备及相同条件下，与使用本公司以往的材料（MEGTRON7 R-5785（N））进行比较的结果

【特点】
1. 凭借本公司自主的树脂设计及配合技术，实现业界较佳（※1）的低传输损耗与本公司以往的材料相比 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
 

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）（与本公司以往的材料（※4）等效）
（※4）MEGTRON7 R-5785（N）

3. 与本公司以往的材料（※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. 凭借本公司自主的树脂设计及配合技术，实现业界较佳（※1）的低传输损耗与本公司以往的材料相比 改善约30％（※3）
本公司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，实现业界较佳的低传输损耗，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】

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）（与本公司以往的材料（※4）等效）
通过本公司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. 与本公司以往的材料（※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，本公司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）

【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”是本公司的注册商标。本公司以MEGTRON品牌推出支持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，支持服务器、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。超过当前较快规格的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】
机电公司 电子材料事业部
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