01行业趋势变化:高频高速
互连升级催生立体化新赛道
人工智能、高性能计算(HPC)以及汽车自动驾驶域控制器的快速演进,正在推动电子产品全面迈入高频、高速和高集成化时代。在这一趋势下,传统单平面的板边金手指插接结构,在面对复杂模块互连、子母板高密度堆叠等应用时,逐步显现出在空间布局和连接层级上的结构瓶颈。
为了在有限的板边空间内实现多组信号的分层引出与紧凑插接,阶梯金手指(Step Gold Finger)技术随之兴起,并成为高端PCB互连设计中的关键方案之一。
从高算力AI加速卡、高密度FPGA载板,到数据中心112G PAM4高频背板,阶梯金手指正在成为下一代高密度互连的重要工艺方向。随着应用场景不断延伸,阶梯金手指也逐渐成为衡量高端PCB复杂结构制造能力的重要标志。
围绕这一技术方向,奥士康持续开展阶梯金手指专项研究,围绕结构设计、精密加工到开盖工艺不断深化关键制程能力,并同步推进制造稳定性攻关与知识产权布局。
02技术难点:
由“平面”走向“立体”带来的制造挑战
阶梯金手指通过在同一基板的不同层位面上设计阶梯式触点,突破了传统接口只能单平面布局的限制。然而,这种“高低错层”的立体结构,也给PCB制造端带来了一系列难度较高的工艺挑战:
层位与深度精密控制:不同深度的阶梯加工对控深精度要求极高,一旦深度控制出现偏差,可能损伤下一层线路或导致残胶异常,进而影响后续插接配合与连接可靠性。
高低落差下的图形对位与残胶控制:台阶拐角区域的高度差提升了贴膜、曝光及揭盖控制难度,阶梯揭盖后容易产生残胶,因此对内外层金手指的对位精度和区域清洁度提出了更高要求。
根部防氧化与绝缘保护:阶梯侧面加工后可能出现局部铜层裸露,在后续装配和长期使用过程中存在氧化、异常接触等风险,因此需要进行针对性的结构保护与绝缘设计。
非同一平面的精密倒角:为确保金手指插拔顺畅,前端通常需要加工特定角度的倒角,而阶梯结构具有不同连接高度,传统斜边工艺难以一次完成,必须针对不同层级实施差异化精密加工。
03奥士康技术方案:
全流程精细化管控与工艺优化
针对阶梯金手指PCB制造中的关键难点,奥士康通过硬件能力升级与制程优化,建立了一套较为完善的阶梯金手指工程制造控制体系:
1. 高精度控深与过程控制
在阶梯深度控制方面,奥士康采用具备Mapping功能的精密控深加工方式,对阶梯成型状态及残胶情况进行精细化管控,减少加工深度偏差对内部线路及后续插接效果的影响,提升不同层位结构的一致性与稳定性。


图二我司样品残胶厚度测量数据
2. 精密对位与创新开盖工艺
针对台阶区域图形对位这一难题,奥士康采用多次压合方案,并在内层预先设计光学对位靶标,再结合高精度LDI曝光机,从而精准控制内外层金手指的对位精度。此外,通过自动化对位贴胶及优化铣锣路径,还可对阶梯区域残留和边缘状态进行精细化管理,确保触点区域具备更高的清洁度。
在阶梯开盖工艺方面,奥士康进一步围绕传统PI胶带方案可能带来的残胶和开盖损伤问题展开技术创新。公司已申请阶梯金手指板印刷油墨开盖方法相关发明专利,通过耐高温油墨替代传统PI胶带,并结合后续控深锣与退膜工艺,改善阶梯区域残胶、电金不良以及人工开盖工具损伤等问题,为提升开盖质量和制造稳定性提供了新的工艺路径。


图三:我司阶梯金手指残胶长度数据
3. 根部树脂隔离与防护设计
针对阶梯揭盖后局部铜层可能裸露的问题,奥士康通过内层芯板阻焊防护,或对电金区域进行针对性结构设计,进一步加强阶梯侧面及根部保护,降低裸露铜层带来的氧化风险和异常接触风险。
4. 挂PIN式多高度精密斜边
在外形加工环节,奥士康配备挂PIN式专用斜边机,可根据不同阶梯高度灵活调整斜边主轴参数,实现非同一平面上不同金手指的高精度独立倒角,保障插拔顺畅性与接触可靠性。
04客户价值与未来应用:
赋能下一代高可靠硬件
阶梯金手指制造能力最终需要落实到客户产品应用中。通过将复杂层级结构转化为稳定、可量产制造的PCB产品,能够为高密度、模块化电子系统提供更加灵活且高效的互连方案。
更高空间利用率:帮助客户在有限板边空间内实现更灵活的接口布局,为高密度、紧凑型电子产品设计释放更多空间。
更高可靠性:通过严格的残胶管控与防氧化保护,降低复杂连接结构在制造、装配和使用过程中的潜在失效风险,为产品稳定互连提供可靠工艺保障。
强化DFM前端协同:结合客户阶梯层位与线路布局开展可制造性评审,在设计阶段提前识别潜在风险,提升产品设计向制造转化的协同效率。
从AI算力基础设施到车载中央计算平台,阶梯金手指技术正从特定高端应用场景向更广泛的工程化应用加速延伸。奥士康将持续深化高密度互连与复杂结构PCB制造能力,以长期技术积累,为下一代高性能电子系统提供更加可靠的互连支撑。
