¿Qué son los Ultra HDI y los sustratos de paquetes?

La industria de las tarjetas de circuito impreso está toda revolucionada con la Ley CHIPS, como debería estarlo. También hay muchos que abogan porque la Ley CHIPS incluya la tecnología de sustrato de paquete y la tecnología de interconexión de ultra alta densidad. ¡No podría estar más de acuerdo! Necesitamos mirar toda la cadena de suministro para que este esfuerzo sea exitoso. Ha habido mucha actividad en torno a la tecnología ultra-HDI: los fabricantes ahora están proporcionando fácilmente anchuras de traza y espacios bien por debajo de nuestros mínimos tradicionales de 3 mil líneas y espacios, y los diseñadores de tarjetas de circuito impreso están navegando la curva de aprendizaje de cómo aprovechar mejor esta capacidad de ultra alta densidad. La tecnología PCB que tradicionalmente no ha estado disponible, ahora lo está en América del Norte, al menos en volúmenes bajos a medios.

Otra clasificación de producto que debe considerarse es el mercado de sustratos de paquete. Tradicionalmente, esto solo se ha producido fuera de los Estados Unidos y ahora tenemos la fortuna de que hay algunos líderes tecnológicos en el espacio de las tarjetas de circuito impreso en EE. UU. que están invirtiendo en equipos y mejoras de procesos para permitirles suministrar a este mercado y proporcionar una solución completamente doméstica para esta cadena de suministro.

Uno de los líderes en esta tecnología es Averatek. Averatek es una empresa de desarrollo tecnológico que desarrolla y licencia tecnología para la industria electrónica. Su producto A-SAP™ permite tanto HDI ultra como características ultrafinas en el mercado de sustratos de paquetes. Su proceso ELCAT™ habilita una solución de empaquetado de próxima generación que incluye no solo circuitos, sino también die integrados. Tuve la oportunidad de sentarme con Mike Vinson, COO de Averatek, para discutir sobre Ultra HDI y el mercado de sustratos de paquetes.

Tara: Hola Mike, ¿puedes ayudarnos a entender la diferencia entre estas dos áreas tecnológicas?

Mike: Los sustratos de paquetes, como los HDI PCBs, utilizan una variedad de materiales y técnicas para este mercado tan amplio. Nos interesamos principalmente en sustratos orgánicos, que a menudo son una versión miniatura de los HDI PCBs. Los materiales se eligen a menudo para reflejar los requisitos característicos de las partes unidas a la placa, por lo que a menudo vemos diferentes materiales para HDI y sustratos orgánicos, pero muchas veces los requisitos son lo suficientemente similares como para permitir materiales y técnicas similares. Incluso hay una categoría de PCBs similares a sustratos.

Tara: ¿Cómo están resolviendo hoy en día este problema de la cadena de suministro las empresas, incluidas el DoD y los principales contratistas del DoD con restricciones ITAR?

Mike: Hoy en día, a menudo se ven obligados a buscar en el extranjero talleres comerciales con capacidades de HDI y sustratos. La cadena de suministro nacional fue diezmada año tras año, inicialmente por los bajos costos laborales en el extranjero y ahora por una concentración de industrias que ofrecen una solución completamente integrada verticalmente.

Tara: Cuando esta tecnología esté fácilmente disponible en EE. UU., ¿qué otras industrias crees que liderarán el camino para abastecerse en EE. UU. y cuáles crees que continuarán abasteciéndose de otras áreas?

Mike: Inicialmente, solo veremos los mercados que pueden obtener un mayor valor de la fabricación local, como la defensa y la medicina, pero una vez que la infraestructura esté establecida, los mercados automotriz e industrial pronto seguirán. Los requisitos en evolución en la infraestructura de información y comunicación eventualmente llevarán a restricciones que requieren fabricación local y de confianza. Cuando el ensamblaje final de productos comerciales regrese al mercado doméstico, las PCB estarán listas.

Tara: ¿Cómo benefician las tecnologías A-SAP™ y ELCAT™ de Averatek a la tecnología de sustrato de paquete en los Estados Unidos y para aquellos que ya están produciendo esta tecnología fuera de EE. UU.?

Mike: A-SAP™ es una tecnología que permitirá una conversión directa de los mercados convencionales a HDI/substrato que supera la mayoría de los requisitos tanto nacionales como internacionales. ELCAT™ proporcionará un enfoque de bajo costo para el empaquetado que anteriormente solo existía en entornos de fundición costosos.

Tara: ¿Qué consejo tienes para aquellos nuevos en esta tecnología desde una perspectiva de diseño de PCB?

Mike: A-SAP™ añadirá flexibilidad y simplificación de diseño debido a la reducción del número de capas y la libertad de enrutamiento que ofrece una mayor densidad. Relaciones de aspecto más altas con paredes laterales verticales tanto de espacio como de traza crearán pares diferenciales más estrechamente acoplados y trazas más estrechas permitirán dieléctricos más finos en líneas de impedancia controlada.

Tara: ¿Qué consejo tienes para aquellos nuevos en esta tecnología y considerando invertir en esto desde una perspectiva de fabricación?

Mike: Los requisitos de PCB están cambiando. Busca tecnologías que te lleven hacia adelante, tanto ahora como en el futuro. Identifica los mercados que ofrecerán buenos márgenes por un rendimiento y calidad excepcionales. No te conformes con lo que se está haciendo actualmente en el mainstream, adelántate.

Tara: Gracias Mike. ¿Cómo podemos contactarte para discutir más a fondo?

Mike: Puedes visitar nuestro sitio web en www.averatek.com o contactarme directamente en mike@averatek.com

Recursos adicionales:

Hemos revisado los conceptos básicos del procesamiento SAP para observar algunas de las preguntas más frecuentes relacionadas con el apilamiento de placas de circuito impreso. Hemos explorado algunas de las "reglas de diseño" o "directrices de diseño" que no cambian al diseñar con estos tamaños de características de ultra alta densidad. También hemos examinado el espacio de diseño alrededor de la posibilidad de utilizar estos anchos de trazas de circuito de ultra alta densidad en las regiones de escape BGA y trazas más anchas en el campo de enrutamiento. El beneficio es una reducción en las capas del circuito y la preocupación es mantener la impedancia de 50 ohmios. Eric Bogatin recientemente publicó un documento técnico analizando justo este beneficio y preocupación.