Skip to main content

124 katman PCB ile dünya rekoru

· 5 min read
Mehmet Günce Akkoyun
Mehmet Günce Akkoyun
Donanım Girişimcisi & Yazılım Geliştirici
124 Katman PCB

OKI, Aralık 2025’te 124 katmanlı bir baskı devre kartı (PCB) ürettiğini duyurarak bu alanda bilinen en yüksek katman sayısına ulaştı. Bu gelişme, yalnızca sayısal bir “rekor” olarak değil; HDI (High-Density Interconnect), çoklu laminasyon ve ileri seviye proses kontrolünün birlikte yönetilebildiğini gösteren önemli bir mühendislik göstergesi olarak değerlendirilmelidir. 100+ katmanlı yapılar, klasik PCB tasarım ve üretim paradigmalarının ötesine geçerek, PCB ile paket substratı (package substrate) arasındaki sınırın belirgin biçimde inceldiği bir noktayı temsil eder.

124 Katman Ne Anlama Geliyor?​

Günlük endüstriyel uygulamalarda 8–16 katman aralığı yaygın kabul edilirken, yüksek performanslı sunucu, ağ ekipmanları ve savunma sistemlerinde bu sayı 30–50 katmana kadar çıkabilmektedir. 124 katman ise:

  • Çoklu ardışık laminasyon döngüleri
  • Yoğun blind/buried microvia topolojileri
  • Mikron mertebesinde katman kaydı (registration) toleransları

gerektiren, süreç penceresi son derece dar bir üretim seviyesini ifade eder. Bu ölçekte PCB, artık yalnızca “kart” değil; sinyal, güç ve termal davranışları birlikte optimize edilen üç boyutlu bir sistem haline gelir.

Malzeme Bilimi ve Laminasyon Zorlukları​

124 katmanlı bir yapıda en kritik konuların başında malzeme seçimi gelir. Yüksek Tg (cam geçiş sıcaklığı) ve kontrollü Dk/Df değerlerine sahip laminat ve prepreg kombinasyonları, Z-ekseni genleşmesi (CTE) açısından birbiriyle uyumlu olmak zorundadır. Aksi halde:

  • Katmanlar arası yapışma zayıflar
  • Termal döngülerde delaminasyon riski artar
  • Uzun vadeli güvenilirlik ciddi biçimde düşer

Çoklu presleme adımlarında reçine akışı, basınç–sıcaklık–zaman reçeteleriyle hassas şekilde kontrol edilmezse boşluk (void) oluşumu kaçınılmaz hale gelir. OKI’nin bu ölçekte başarıya ulaşabilmesi, proses tekrar edilebilirliğini mikron ve saniye düzeyinde yönetebildiğini göstermektedir.

Via Yapıları, Kaplama ve Güvenilirlik​

Bu tür aşırı yoğun yapılarda geleneksel through-hole via’lar yetersiz kalır. Bunun yerine:

  • Yığmalı (stacked) microvia
  • Blind ve buried via kombinasyonları
  • Via-in-pad tasarımları

kullanılır. Ancak microvia sayısı arttıkça, bakır kaplama tekdüzeliği ve via merkezlenmesi kritik hale gelir. Kaplama kalitesindeki küçük bir tutarsızlık bile, termal ve elektriksel yorgunluk altında erken via kırılmalarına yol açabilir.

Ayrıca CAF (Conductive Anodic Filament) oluşumu riski, yüksek nem ve elektrik alan altında ciddi bir tehdit oluşturur. Bu nedenle 124 katman seviyesinde HALT/HASS, termal şok, termal döngü ve nem-bias testleri artık “opsiyonel” değil, zorunlu doğrulama adımlarıdır.

Sinyal ve Güç Bütünlüğü (SI / PI)​

Katman sayısının bu derece artması, yalnızca yönlendirme alanı kazancı anlamına gelmez. Aynı zamanda:

  • Daha kontrollü referans düzlemleri
  • Düşük empedanslı güç dağıtım ağları (PDN)
  • Yüksek bant genişliğinde daha düşük jitter ve crosstalk

imkânı sağlar. Ancak bunun bedeli, SI/PI modellemelerinin çok daha karmaşık hale gelmesidir. 100+ katmanlı yapılarda dispersiyon, kayıp mekanizmaları ve via geçişlerinin etkisi, klasik EDA varsayımlarının ötesinde ele alınmak zorundadır. OKI’nin duyurusu, bu seviyede simülasyon–üretim korelasyonunun artık mümkün olduğunu göstermesi açısından önemlidir.

PCB ile Paket Substratı Arasındaki Sınır​

124 katmanlı PCB’ler, PCB dünyası ile IC paket substratları arasındaki çizgiyi belirgin biçimde bulanıklaştırmaktadır. İnce dielektrikler, via-in-pad yapıları ve yüksek yoğunluklu güç/sinyal dağıtımı, geçmişte yalnızca paket substratlarında görülen yaklaşımlardı. Bu eğilim, özellikle:

  • Çok yongalı paketler (SiP)
  • Veri merkezi hızlandırıcıları
  • Yüksek hızlı haberleşme altyapıları

için tek kart üzerinde daha fazla fonksiyonun toplanmasının önünü açmaktadır.

Günlük Ürünlerde PCB Katman Sayıları: 124 Katman Nereye Oturuyor?​

124 katmanlı bir PCB’nin ne ifade ettiğini daha somut hale getirmek için, bugün yaygın olarak kullandığımız elektronik ürünlerdeki tipik katman sayılarına bakmak faydalı olur. Bu karşılaştırma, rekor seviyesinin neden “uç bir mühendislik sınırı” olduğunu açıkça gösterir.

Akıllı Telefonlar​

Modern amiral gemisi akıllı telefonlarda ana logic board genellikle HDI yapıda olup:

  • 8–12 katman (bazı bölümlerde 14 kata kadar)
  • Yoğun blind microvia ve via-in-pad tasarımlar
  • İnce dielektriklerle yüksek bileşen yoğunluğu

kullanılır. Buradaki öncelik katman sayısından çok, alan başına bağlantı yoğunluğu ve RF/sinyal bütünlüğüdür.

Dizüstü Bilgisayarlar​

Notebook ve ultrabook sınıfında anakartlar genellikle:

  • 6–10 katman (yüksek performanslı modellerde 12–16 katman)
  • Ayrı güç ve sinyal katmanları
  • DDR, PCIe ve yüksek hızlı I/O hatları için kontrollü empedans

sunacak şekilde tasarlanır. Mobilite ve maliyet dengesi, katman sayısını doğal olarak sınırlar.

Masaüstü Anakartlar (PC / Workstation)​

ATX ve E-ATX sınıfı masaüstü anakartlarda:

  • 8–12 katman yaygın kabul edilir
  • Üst seviye workstation ve overclock odaklı kartlarda 14–16 katman görülebilir
  • Güç dağıtım ağı (VRM–CPU–RAM) katman mimarisini belirleyici rol oynar

Bu seviyede bile 16 katman, üretim ve maliyet açısından ciddi bir eşiktir.

Sunucu ve Veri Merkezi Donanımları​

Sunucu anakartları ve ağ ekipmanlarında katman sayıları belirgin biçimde artar:

  • 16–24 katman yaygın
  • Bazı özel hızlandırıcı ve switch kartlarında 30–40 katman
  • Çok sayıda güç düzlemi, yüksek akım taşıma ve düşük gürültü gereksinimi

Bu sınıf, 124 katmana en çok yaklaşan ticari PCB segmentidir; ancak yine de rekor seviyenin oldukça altındadır.

Paket Substratları (Referans Noktası)​

IC paket substratları (CPU, GPU, AI hızlandırıcıları) genellikle:

  • 20–60 katman aralığında
  • Çok ince dielektrikler
  • Aşırı yoğun via-in-pad ve mikrovia yapıları

kullanır. OKI’nin 124 katmanlı PCB çalışması, bu nedenle klasik PCB’den çok paket substratı ölçeğine yaklaşan bir örnek olarak değerlendirilmelidir.

Karşılaştırmalı Özet​

Günlük tüketici elektroniğinde “yüksek” kabul edilen katman sayıları ile OKI’nin ulaştığı seviye arasındaki fark, yalnızca niceliksel değil; proses, malzeme ve doğrulama yaklaşımı açısından da nitelikseldir. 124 katman, bugün kullandığımız telefon ve bilgisayar kartlarının birkaç katı değil, bambaşka bir mühendislik rejimi anlamına gelir.

Endüstriyel ve Sektörel Etkiler​

OKI’nin 124 katmanlı PCB duyurusu, kısa vadede seri üretime geçilecek bir reçeteden ziyade, üretim mühendisliği sınırlarının genişlediğine dair güçlü bir sinyal olarak okunmalıdır. Bu gelişme:

  • EDA kural setlerinin yeniden tanımlanmasını
  • Malzeme tedarik zincirinde daha sıkı lot kontrolünü
  • Pres, delme ve kaplama ekipmanlarında yeni standartları

beraberinde getirecektir. Rekorun asıl değeri, “yapılabildiğinin” gösterilmesidir; bundan sonrası, bu kabiliyetin hangi uygulamalara ve hangi maliyet seviyelerinde taşınabileceğidir.

Sonuç​

124 katmanlı PCB bugün için sembolik bir zirve olsa da, yarının yüksek yoğunluklu ve yüksek performanslı donanımlarının habercisidir. OKI’nin ortaya koyduğu bu çalışma, modern elektronik tasarımda başarının yalnızca şema veya layout ile değil; malzeme bilimi, proses kontrolü ve güvenilirlik mühendisliğinin birlikte ele alındığı bütüncül bir yaklaşım ile mümkün olduğunu açıkça göstermektedir.

Kaynaklar