Was sind Ultra-HDI und Package-Substrate?

Die Leiterplattenindustrie ist ganz aufgeregt wegen des CHIPS-Gesetzes, und das zu Recht. Viele setzen sich auch dafür ein, dass das CHIPS-Gesetz die Technologie für Package-Substrate und Ultra-High-Density-Interconnect-Technologie umfasst. Ich könnte nicht mehr zustimmen! Wir müssen die gesamte Lieferkette betrachten, damit dieses Unterfangen erfolgreich ist. Rund um die Ultra-HDI-Technologie gab es viele Aktivitäten: Hersteller können jetzt problemlos Leiterbahnbreiten und -abstände weit unter unseren traditionellen Mindestwerten von 3 Mil anbieten, und Leiterplattendesigner lernen, wie sie diese Ultra-High-Density-Fähigkeit am besten nutzen können. PCB-Technologie, die traditionell in Nordamerika nicht verfügbar war, ist jetzt zumindest in geringen bis mittleren Stückzahlen verfügbar.

Eine weitere Produktklassifikation, die berücksichtigt werden muss, ist der Markt für Package-Substrate. Traditionell wurde dies nur außerhalb der Vereinigten Staaten produziert, und wir haben jetzt das Glück, dass einige Technologieführer im Bereich der Leiterplatten in den USA in Ausrüstung und Prozessverbesserungen investieren, um diesen Markt beliefern zu können und eine vollständig inländische Lösung für diese Lieferkette zu bieten.

Einer der führenden Anbieter in dieser Technologie ist Averatek. Averatek ist ein Technologieentwicklungsunternehmen, das Technologie für die Elektronikindustrie entwickelt und lizenziert. Ihr A-SAP™-Produkt ermöglicht sowohl ultra HDI als auch die ultrafeinen Merkmale im Package-Substratmarkt. Ihr ELCAT™-Prozess ermöglicht eine nächste Generation von Verpackungslösungen, die nicht nur Schaltkreise, sondern auch eingebettete Dies umfassen. Ich hatte die Gelegenheit, mich mit Mike Vinson, dem COO von Averatek, zu setzen, um über den Ultra HDI und den Package-Substratmarkt zu diskutieren.

Tara: Hi Mike, kannst du uns den Unterschied zwischen diesen beiden Technologiebereichen erklären?

Mike: Package-Substrate, wie HDI PCBs, verwenden eine Vielzahl von Materialien und Techniken für diesen sehr breiten Markt. Wir interessieren uns hauptsächlich für organische Substrate, die oft eine Miniaturversion von HDI PCBs sind. Die Materialien werden oft so gewählt, dass sie die charakteristischen Anforderungen der an die Platine angebrachten Teile widerspiegeln, daher sehen wir oft unterschiedliche Materialien für HDI und organische Substrate, aber viele Male sind die Anforderungen ähnlich genug, um ähnliche Materialien und Techniken zu ermöglichen. Es gibt sogar eine Kategorie von substratähnlichen PCBs.

Tara:  Wie lösen Unternehmen, einschließlich des Verteidigungsministeriums (DoD) und der Hauptauftragnehmer des DoD mit ITAR-Beschränkungen, heute dieses Problem in der Lieferkette?

Mike:  Heute sind sie oft gezwungen, ins Ausland zu gehen, um kommerzielle Betriebe mit HDI- und Substratfähigkeiten zu finden. Die inländische Lieferkette wurde Jahr für Jahr dezimiert, zunächst durch niedrige Arbeitskosten im Ausland und jetzt durch eine Konzentration von Industrien, die eine vollständig vertikal integrierte Lösung bieten.

Tara:  Wenn diese Technologie in den USA leicht verfügbar ist, welche anderen Branchen glauben Sie, werden den Weg für die Beschaffung in den USA ebnen und welche werden Ihrer Meinung nach weiterhin aus anderen Bereichen beschaffen?

Mike:  Anfangs werden wir nur die Märkte sehen, die einen höheren Wert aus der lokalen Fertigung ziehen können, wie Verteidigung und Medizin, aber sobald die Infrastruktur etabliert ist, werden bald auch die Automobil- und Industriemärkte folgen. Sich entwickelnde Anforderungen in der Informations- und Kommunikationsinfrastruktur werden schließlich zu Beschränkungen führen, die eine lokale und vertrauenswürdige Fertigung erfordern. Wenn die Endmontage kommerzieller Produkte auf den inländischen Markt zurückkehrt, werden Leiterplatten bereit sein.

Tara:  Wie profitieren die A-SAP™ und ELCAT™ Technologien von Averatek der Package-Substrat-Technologie in den Vereinigten Staaten und für diejenigen, die diese Technologie bereits außerhalb der USA produzieren?

Mike: A-SAP™ ist eine Technologie, die eine unkomplizierte Umstellung von konventionellen auf HDI/Substrat-Märkte ermöglicht, die die meisten Anforderungen sowohl im Inland als auch im Ausland übertrifft. ELCAT™ wird einen kostengünstigen Ansatz für Verpackungen bieten, der zuvor nur in teuren Gießerei-Umgebungen existierte.

Tara: Welchen Rat haben Sie für diejenigen, die neu in dieser Technologie sind, aus der Perspektive des PCB-Designs?

Mike: A-SAP™ wird Designflexibilität und Vereinfachung aufgrund der reduzierten Schichtanzahl und der Routingfreiheit, die eine höhere Dichte ermöglicht, hinzufügen. Höhere Aspektverhältnisse mit vertikalen Seitenwänden sowohl des Raums als auch der Spur werden engere gekoppelte differentielle Paare schaffen und schmalere Spuren werden dünnere Dielektrika bei kontrollierten Impedanzleitungen ermöglichen.

Tara: Welchen Rat haben Sie für diejenigen, die neu in dieser Technologie sind und erwägen, aus der Fertigungsperspektive in diese zu investieren?

Mike: Die Anforderungen an PCBs ändern sich. Suchen Sie nach Technologien, die Sie sowohl jetzt als auch in der Zukunft voranbringen. Identifizieren Sie die Märkte, die gute Margen für außergewöhnliche Leistung und Qualität bieten. Begnügen Sie sich nicht mit dem, was derzeit im Mainstream gemacht wird, machen Sie einen Sprung nach vorn.

Tara: Danke, Mike. Wie können wir Sie kontaktieren, um weiter zu diskutieren?

Mike: Sie können unsere Website unter www.averatek.com besuchen oder mich direkt unter mike@averatek.com

kontaktieren. Zusätzliche Ressourcen:

Wir haben die Grundlagen der SAP-Verarbeitung durchgegangen, um einige der wichtigsten Fragen im Zusammenhang mit dem Aufbau von gedruckten Schaltungen zu betrachten. Wir haben einige der „Designregeln“ oder „Gestaltungsrichtlinien“ erkundet, die sich nicht ändern, wenn man mit diesen ultra-hochdichten Feature-Größen entwirft. Wir haben uns auch den Gestaltungsraum rund um die Möglichkeit angesehen, diese ultra-hochdichten Schaltungsspurweiten in den BGA-Entfluchtungsbereichen und breitere Spuren im Routingfeld zu nutzen. Der Vorteil ist eine Reduzierung der Schichtanzahl in der Schaltung und die Sorge gilt der Aufrechterhaltung der 50-Ohm-Impedanz. Eric Bogatin hat kürzlich ein Whitepaper veröffentlicht, das genau diesen Vorteil und diese Sorge analysiert.