Innovations UHDI et PCB de nouvelle génération avec Kunal Shah, PhD.

Dans cet épisode éclairant du podcast OnTrack, l'animateur Zach Peterson s'entretient avec Kunal Shah, PhD., président de liloTree. Les deux ont une conversation détaillée sur le domaine émergent des interconnexions ultra haute densité (UHDI) et son impact sur l'avenir de l'électronique.

Kunal partage ses réflexions sur les dernières innovations en matière d'UHDI, y compris ses défis et solutions dans la fabrication électronique, en particulier dans les applications à haute fiabilité telles que l'électronique de défense et médicale.

Avec un focus sur la prochaine discussion en panel de la SMTA, cet épisode est incontournable pour quiconque s'intéresse aux technologies de pointe qui façonnent notre monde. Ne manquez pas cette plongée approfondie dans l'UHDI !

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Points Clés

• Aperçu des divers développements en UHDI
• Discussion sur les matériaux de placage "traditionnels"
• Nickel Vs. Cuivre
• Compensation de surplacage ?
• L'argent peut-il être une alternative UHDI ?

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Transcription

Zach Peterson : Je pense que pour la plupart des gens qui utilisent de l'argent, ils n'opèrent pas à ce niveau et donc ils pourraient même ne pas connaître le problème des dendrites. La principale préoccupation que je vois soulevée à propos de l'argent est juste la corrosion avec le ternissement.

Kunal Shah : Oui. Donc c'est quelque chose au moment de l'assemblage. Je pense que c'est très, très critique parce qu'il est référé comme ayant une durée de vie de six mois, mais quand vous êtes dans une fourchette de quatre ou cinq mois, vous commencez à voir le ternissement de l'argent et cela affecte réellement votre processus d'assemblage. Donc, c'est une sorte de problème de stade précoce avec le ternissement et ensuite le dendrite est une sorte de problème de stade post-assemblage, un problème de dendrite en application.

Zach Peterson : Bonjour à tous et bienvenue sur le podcast Altium on Track. Je suis votre hôte, Zach Peterson. Aujourd'hui, nous parlons avec Kal Shah, président de Lilo Tree. Nous avons déjà eu Kal dans l'émission et aujourd'hui, nous allons lui parler d'un panel SMTA à venir dont il fait partie et je suis très excité d'en apprendre plus sur ce dont il va parler. Kal, merci beaucoup d'être de nouveau avec nous aujourd'hui.

Kunal Shah : Absolument. Zach, encore une fois, notre dernière discussion était vraiment intrigante et je pense que c'est toujours génial et une discussion intrigante avec toi. Donc merci de m'avoir

Zach Peterson : Moi. Eh bien, merci beaucoup. Il y a eu beaucoup de développements, on dirait un tourbillon de développements au cours des dernières années et l'un des grands domaines où nous avons vu beaucoup de développement est dans la poussée vers l'UHDI, surtout ici aux États-Unis. Et donc c'est notre parfaite transition vers le sujet général de ce qui se passe avec un panel SMTA à venir le 26 mars où vous allez parler. Donc si vous pouviez juste nous donner un bref aperçu de ce qui se passe à ce panel et de ce dont vous allez parler.

Kunal Shah : Oui, donc non, c'est très intéressant comme vous l'avez mentionné. L'UHDI, qui est l'interconnexion ultra haute densité dans l'industrie électronique, devient en quelque sorte l'un des domaines à croissance la plus rapide, surtout comme vous l'avez mentionné aux États-Unis. Et l'une des choses aussi du point de vue de la défense et de certaines applications à haute fiabilité, l'UHDI, c'est en train de devenir la norme, pour ainsi dire. Donc, certains des nouveaux développements, surtout du point de vue du traitement jusqu'au point de vue des matériaux, c'est quelque chose qui s'est passé de manière significative ces dernières années. Et je pense que si vous, et je m'écarte légèrement du sujet en vous donnant un aperçu, si vous regardez un peu l'histoire, nous avons fait un espacement de lignes très élevé en termes de cent microns à cinquante microns d'espacement de lignes très, très couramment. Maintenant, nous entrons dans l'HDI et l'ultra HDI où ces dimensions atteignent littéralement des gammes sub 20, sub 10 microns où les processus traditionnels ne sont pas quelque chose que vous pouvez utiliser.

Donc, vous devez innover en termes de processus et de matériel pour rendre ces conceptions et la fabrication d'UHDI disponibles, voire même possibles. Revenant à votre question spécifique, mon sujet va en fait porter sur comment les finitions de surface ou le placage ou un traitement que vous faites sur le dessus, qui est un traitement conducteur final que vous faites sur le dessus de ces espacements d'interconnexion UHDL, c'est de cela que je vais parler. Quelles sont les choses dont on devrait être conscient ? Pourquoi une technologie traditionnelle pourrait ne pas fonctionner et pourquoi une nouvelle technologie vous fournira même la possibilité de traitement UHTI à une gamme de 20 sub 10 microns ? Et aussi comment allez-vous même augmenter la fiabilité et la durabilité, qui est également une partie critique lorsque vous traitez avec des électroniques de haute fiabilité pour la défense ou médicales, et ainsi de suite.

Zach Peterson : Vous avez mentionné les processus traditionnels. Je vais supposer que cela se réfère aux matériaux de placage traditionnels qui pourraient être utilisés dans la fabrication standard. Disons donc étain-plomb au bas de gamme ou pas étain-plomb mais immersion étain peut-être et puis tout le chemin jusqu'à emig ou or dur ou quelque chose au haut de gamme.

Kunal Shah : Oui, absolument. Ce que vous avez mentionné est tout à fait exact. L'immersion étain, comme nous le savons historiquement, a été l'une des finitions de surface les plus populaires lorsque vous parlez des années quatre-vingt-dix et du début des années 2000. Mais chaque fois, je sais que je reviens toujours à l'histoire parce que cela enseigne réellement de nombreuses leçons et permet de comprendre quelles sont les raisons qui nous poussent à innover. Alors, ce qui se passe au début des années 2000, lorsque ces micro BGAs ont commencé à apparaître où la planéité de surface devient l'aspect le plus critique, une immersion dans et aussi à partir d'une immersion dans laquelle, à cause des contraintes, l'immersion dans certains des rojas a commencé à être mise en œuvre lorsque l'étain plomb était la norme standard et lorsque les rojas sont intervenus, le plomb a commencé à être progressivement abandonné et puis l'immersion dans sans plomb n'était pas quelque chose de fiable et beaucoup d'autres problèmes sont survenus. C'est alors que les gens ont commencé à se tourner de manière prédominante vers l'ENIG.

Cela signifie électroless nickel immersion gold, juste la forme longue de ENIG. Les avantages de l'ENIG sont, premièrement, il vous offre une excellente linéarité de surface en raison de la couche de nickel et de la couche d'or, la douceur de surface est extrêmement plane, la rugosité de surface est très faible. C'est donc quelque chose de très, très bon pour l'assemblage de micro BG et toutes ces choses. Et aussi, avec la finition de surface à base d'or, cela vous donne plus de marge en termes de durée de vie sur étagère. Donc, par exemple, si vos cartes sont fabriquées dans une partie du monde et l'assemblage se fait dans une autre partie du monde. Et surtout, vous avez des problèmes logistiques de chaîne d'approvisionnement partout. Si vous n'êtes pas en mesure de faire une immersion dans ou OSP ou certains des autres problèmes, vous regardez une durée de vie sur étagère de trois mois, six mois, à peu près dans cette gamme. Cependant, lorsque l'ENIG a été introduit, vous pourriez avoir une durée de vie sur étagère de 12 à 24 mois.

Cela vous a donné beaucoup plus de liberté en termes d'assemblage et de fabrication de cartes nues en termes de planification de la logistique. Cependant, alors que nous passons à l'UHDI lorsque vous avez l'ENIG, et c'est ce sur quoi je vais réellement me concentrer dans la présentation de notre session le 26 mars, qui fait partie de la SMTA, en me concentrant sur l'UHDI parce que ce qui se passe, c'est que certains de ces cuivres ne sont pas du placage de cuivre traditionnel. Il utilise une sorte de processus semi-additif SAP ou des processus MSAP comme vous avez pu entendre. Ce qui se passe, c'est que cela met en fait une sorte d'encre de palladium ou une couche de palladium là où vous voulez que ces caractéristiques se peuplent, et ensuite vous avez un certain type de processus de cuivre qui se dépose sur ces catalyseurs de palladium. Ce qui se passe, c'est qu'il y a encore, donc même si vous peuplez ces cuivres, ce n'est pas exactement correct. Par exemple, si vous avez un espacement de cinq microns ou dix microns, mais votre caractéristique, le palladium saigne légèrement hors de votre caractéristique. Donc le palladium, le palladium et le cuivre saignent également légèrement parce que le palladium a saigné hors de la zone définie de ces caractéristiques conductrices, qui est le cuivre. Donc, lorsque vous avez un processus soustractif à cause du laser, il y a une élimination nette du cuivre et du palladium en dessous, n'est-ce pas ? Cependant, ceci est un processus additif basé sur des réactions chimiques. Vous avez cette zone qui a saigné hors de la caractéristique elle-même.

Je vais entrer un peu dans le technique, mais il est important pour un auditeur de comprendre que lorsque le problème survient, lorsque vous essayez de faire du nickel, il va chercher ce cuivre et il va se déposer partout. Ainsi, cette zone qui a débordé sera également plaquée, ce qui est presque comme un surplaquage. Vous ne voulez pas de plaquage sur ces zones, mais le nickel ne comprend pas s'il doit se déposer sur la caractéristique réelle ou sur la zone qui a débordé ? Les deux sont du cuivre identique, donc partout où il voit du cuivre, il va se déposer, mais lorsque vous finissez par voir sous ces microscopes fortement agrandis, c'est seulement quand vous le voyez à l'œil nu, tout semble parfait. Mais quand vous voyez ces lentilles de magnification, vous voyez ces zones appelées nickel sont également plaquées dans une zone débordée. Maintenant, que se passe-t-il si vos caractéristiques sont si proches les unes des autres que la zone débordée d'une caractéristique et d'une autre caractéristique coalescent presque ou communiquent entre elles.

Donc, vous avez presque un problème de pontage. Certains de ces. Ainsi, le placage au nickel devient extrêmement difficile lorsque vous avez des tailles de caractéristiques dans les 20 microns ou sub 20 microns 10, 10 ou cinq, 10 ou cinq cinq est même une technologie de substrat avec laquelle nous avons récemment travaillé avec certains des clients, ils se dirigent réellement vers cinq cinq, ce qui est quelque chose à quelques années plus tard pour la plupart de la fabrication de masse. Mais les gens ont déjà commencé à regarder cela. Donc, lorsque vous avez ces caractéristiques, même cinq microns, vous ne pouvez pas le voir dans un microscope ordinaire. Vous devez réellement le mettre sous un microscope électronique à balayage de quelque sorte. Donc, lorsque vous entrez dans ce domaine d'une caractéristique si minuscule, comprendre ce que votre chimie fait et quels sont ces pièges. Je me suis peut-être égaré et ai commencé à donner beaucoup d'informations, mais j'espère que je me faisais comprendre.

Zach Peterson : Oui, juste pour peut-être résumer brièvement certains des problèmes ici qui se posent à l'UHDI, vous soulevez un problème d'espacement des lignes où vous pouvez avoir un excès de plaquage ou un surplaquage et puis il y a aussi le problème de polarité. Évidemment pas tant un problème lorsque vous avez des PGA à pas large, mais une fois que vous commencez à aller vers des PGA à très fin pas où vous avez une haute densité, un nombre élevé d'IO ou peut-être c'est un nombre faible d'IO, mais tout est très dense, sorte de corollaire au problème de plaquage. Et puis je pense qu'il peut y avoir un troisième problème ici, que vous n'avez pas mentionné, mais c'est peut-être du point de vue de l'IS, qui est oh oui, en fonction du matériel de plaquage que vous utilisez lorsque vous avez des traces très fines, vous avez beaucoup plus d'effet de peau et il y a plus d'effet de peau dans le plaquage. Donc maintenant, vous avez un problème de perte, surtout lorsque vous utilisez du nickel

Kunal Shah : Plaques. Oui, absolument. Donc je pense que merci d'avoir soulevé ce point. J'allais en venir à ce point sur ce qui se passe, lorsque vous avez du nickel qui est un conducteur. Je vais vous donner un peu de contexte technique sur pourquoi le nickel est si préjudiciable pour l'intégrité du signal, c'est parce que lorsque vous avez du cuivre, qui est l'un des meilleurs conducteurs que nous ayons, et c'est pourquoi l'une des raisons pour lesquelles il est utilisé partout dans l'ensemble de l'industrie des circuits imprimés et de l'électronique des semi-conducteurs. Mais alors, lorsque vous plaquez du nickel, habituellement le signal passe à travers la couche supérieure de votre conducteur. Donc, lorsque vous plaquez quelle que soit la couche supérieure et ensuite cela a un effet de peau. Donc, votre couche supérieure est disons en or, mais l'or n'a que 15 nanomètres. Votre profondeur de peau est d'environ quelques microns. Selon votre gamme de fréquences, la plupart de votre signal passe à travers le nickel.

Maintenant, que se passe-t-il si la conductivité du nickel est un quart de celle du cuivre ? Alors pensez à ce qui arrivera à ce signal. Il est significativement plus lent pour cette raison exacte. Cela devient même pire lorsque vous avez des UHDI, donc je parle de ces PCBs standards où tout est codé, mais que se passe-t-il si les choses commencent à se rapprocher les unes des autres ? Alors le nickel, en plus d'avoir une faible conductivité, est un matériel magnétique. Il commence donc réellement à créer également une interférence magnétique parce que ces caractéristiques sont si proches les unes des autres, un champ magnétique d'une caractéristique va en quelque sorte se superposer à un champ magnétique d'une autre caractéristique. Donc, vous avez une interférence magnétique, essentiellement une interférence magnétique est également créée qui est également préjudiciable à l'intégrité du signal. Quelque chose qui ruine complètement la performance du concepteur lorsqu'ils conçoivent sur l'ordinateur. Et ensuite, lorsque vous fabriquez réellement avec la finition de surface, tous ces effets vont réellement nuire à la performance de l'intégrité du signal que vous avez réellement conçue.

Zach Peterson : Et ensuite, concernant le problème de surplacage, juste un instant, n'est-ce pas, je veux dire si vous êtes à une bande passante suffisamment élevée, vous allez remarquer la déviation d'impédance le long de cette ligne. Mais une chose que je me demande, y a-t-il comme une compensation de surplacage qui est effectuée en fabrication ? Parce que si vous pensez à la fabrication soustractive standard, nous faisons une compensation de gravure pour tenir compte de l'apparence trapézoïdale des traces réelles lorsqu'elles sont réellement imprimées. Je me demande s'il y a une compensation de surplacage qui est appliquée également ?

Kunal Shah : Donc, beaucoup de ces choses sont, je veux dire que vous pouvez toujours concevoir pour compenser, mais ensuite les choses deviennent si difficiles parce que certains de ces surplacages sont de moins d'un micron ou d'un micron et demi et de quelques microns. C'est ce petit niveau. Mais quand je parle dans les scénarios où l'espacement des lignes est littéralement de cinq microns. Donc, un surplacage d'un micron et demi de chaque côté, il y a une chance que les choses puissent devenir incontrôlables et avoir un problème de pontage et quelque chose que le surpeinture peut en fait, donc vous pouvez concevoir et avoir une manière très précise de comment vous mettez de l'encre de palladium ou une couche de palladium en dessous. Mais encore, ces choses dont vous parlez de gérer une précision de niveau de couche de quelques microns, ce qui est extrêmement, extrêmement difficile. Donc oui, nous avons eu des clients, en particulier utilisant des processus msap, se plaindre et partager certains de ces problèmes lorsqu'ils essaient de plaquer du nickel, ils essaient de compenser, mais encore, la technologie évolue encore de 20 microns à 10 microns. Ils essaient de jouer avec, mais cela devient difficile à mesure que nous passons à des tailles de caractéristiques de plus en plus petites.

Zach Peterson : Alors, quelles sont certaines des solutions ici pour faire face à cela ? Je veux dire, il y a une telle volonté de passer à des largeurs de ligne plus petites, des tailles de trace plus petites. Nous essayons toujours de mettre plus de choses dans un espace plus petit et je pense que l'emballage est une chose qui va continuer à pousser cette tendance, surtout à mesure que les puces commencent à être construites en 3D. Donc maintenant, vous avez encore plus de choses à emballer dans un espace plus petit. Alors, quelles sont certaines des solutions à cela ? Parce que cela semble qu'à un certain point, l'ancienne solution dans le monde traditionnel de la fabrication de juste espacer un peu plus vos affaires commence à disparaître.

Kunal Shah : Absolument. Donc Zach, je pense que vous avez soulevé quelques points et je vais arriver à la solution, mais vous avez soulevé un bon point où, comme vous l'avez mentionné, comme nous essayons d'aller vers des conceptions de plus en plus denses et les caractéristiques et des caractéristiques beaucoup plus petites et plus denses, et nous sommes en fait en mouvement. Donc, nous passons, comme vous l'avez mentionné, des cartes de circuits imprimés à presque comme un substrat presque dans le monde de l'emballage. Ce que nous voyons, c'est que l'emballage de semi-conducteurs, la fabrication et les cartes de circuits imprimés ont commencé à se chevaucher où beaucoup d'entreprises en Amérique ont commencé et ont des plans pour commencer à faire de la fabrication de type substrat et à avoir ces capacités UHDI disponibles revenant à une solution de finition de surface que quelle sont les solutions pour la technologie conventionnelle comme nous en avons parlé qui est enig qui sont disponibles. Donc, l'une des choses, donc je vais entrer dans l'explication de ce qu'est le fond de enig, pourquoi utilisons-nous même enig, n'est-ce pas ?

La meilleure raison pour laquelle nous utilisons l'ENIG est l'or. La couche d'or est noble, ce qui signifie qu'elle ne réagit chimiquement avec aucun élément. C'est pourquoi elle est considérée comme noble. C'est pourquoi vous avez une couche finale d'or qui vous offre une durée de vie de 12 à 24 mois grâce à la couche d'or. De plus, l'or vous fournit une surface extrêmement plane avec une rugosité de surface très faible. C'est donc un second avantage, qui est tous deux extrêmement bénéfiques, en particulier pour les applications AUHDI. Mais alors, vous ne pouvez pas plaquer directement l'or sur le cuivre car ce qui se passe, c'est que le cuivre commence à diffuser à travers l'or car rien n'arrête le cuivre et alors le cuivre vient à la surface de l'or et cela compromet le conducteur dans son ensemble. C'est pourquoi l'OLA est utilisé comme couche barrière dite et c'est pourquoi l'EIG est devenu si populairement populaire parce qu'ils mettent une couche de 2, 3, 3 à six microns de nickel puis déposent de l'or.

Maintenant, puisque nous avons discuté du fait que le nickel est si préjudiciable d'un point de vue de l'intégrité du signal de surface et aussi d'un point de vue du placage et du surplacage et même de la gestion du placage UHDI, un nickel sur ces structures est extrêmement difficile. Alors, quelle est la solution ? La solution est en fait que Lilo trois a innové l'un des produits appelé couche barrière, qui n'est pas une couche barrière à base de nickel. C'est un traitement de solution organique qui n'ajoute pas une couche sur le cuivre, mais qui érode en fait la couche de cuivre sur le dessus. Ce que je suggérais, c'est pourquoi le nickel est utilisé ? Parce que le nickel est utilisé comme couche barrière, le cuivre est empêché de diffuser du nickel vers l'or. Le traitement de couche barrière de Lilo est en fait un traitement effectué sur le cuivre qui fait exactement la même chose sans avoir besoin d'une couche de nickel. C'est donc en fait très, très bénéfique car vous n'ajoutez pas de couche. Le processus de placage est extrêmement, extrêmement stable et vous n'avez pas à avoir ce problème de surplacage et ainsi de suite. Il traite en fait uniquement la couche de cuivre où elle est définie.

La meilleure partie est qu'il ne compromet pas la conductivité du cuivre. Donc, en gros, vous obtenez et lorsque vous avez seulement 15 nanomètres d'or après que le traitement est effectué sur le cuivre, donc en gros, vous obtenez tous les avantages de l'ENIG sans avoir besoin de l'ENIG car la couche barrière agit comme un nickel pour fournir cette barrière pour la diffusion du cuivre. Mais en plus de cela, les avantages sont que l'intégrité du signal est aussi bonne que celle d'un meilleur conducteur, qui est le cuivre parce que vous n'avez que 15 nanomètres, mais votre profondeur de peau est d'environ deux trois microns. Donc, la plupart de votre signal passe par le cuivre, ce qui est l'idéal que vous souhaitez. Et puis, il n'y a pas de problème de placage ou de surplacage avec la couche barrière et l'or. Donc, ce sont certains des avantages parce que vous n'utilisez pas de nickel, mais ce traitement de solution à base organique fournit en fait cette couche barrière tout en vous donnant tous les avantages que comment le nickel joue des effets préjudiciables.

TRANSLATE:

Zach Peterson : Alors, quelqu'un s'est-il penché sur certaines des autres options de placage pour l'UHDI telles que l'argent ou l'OSP ? Je parle de l'argent parce que c'est un domaine dans lequel j'ai un peu d'expérience, où vous avez une section numérique et une section RF de très haute fréquence sur le même circuit. Et pour la RF, l'une des options privilégiées est généralement l'argent parce que nous essayons de réduire la perte d'insertion qui pourrait provenir de quelque chose comme l'enig, mais peut-être que nous voulons une durée de vie un peu plus longue que quelque chose comme l'OSP.

Kunal Shah : Absolument. Donc point merveilleux. Je veux dire que l'argent émergent a été une finition de surface ou une option de placage de prédilection pour tout ce qui est RF ou haute fréquence parce que l'argent a en fait une conductivité encore plus élevée que le cuivre. Cela vous donne donc la meilleure intégrité de signal possible, comme le meilleur que vous pouvez réellement obtenir avec l'argent. Le problème avec l'argent émergent est la fiabilité environnementale globale. Donc, par exemple, si votre finition de surface ou une partie de votre finition de surface est laissée derrière dans l'assemblage, si l'un des pads ou, donc même si votre pad est, disons par exemple de cette taille, je vais faire quelques gestes avec les mains. Votre pad est de cette taille et votre composant de cette taille, il reste une finition de surface exposée derrière, légère ou de quelques microns. L'argent a en fait tendance à créer ou à faire une réaction chimique avec le soufre et à former quelque chose appelé sulfure d'argent et cela commence alors à former des dendrites.

Donc, dans un an ou deux ans dans l'environnement à l'air libre, cette dendrite commencera à se former et à grandir et alors elle peut réellement créer exactement le pontage, une dendrite d'un autre pad et une dendrite de ce pad fusionneront et créeront un problème de pontage. Vous commencerez alors à avoir un problème de dysfonctionnement à cause de ces dendrites. Donc, ces problèmes de corrosion environnementale avec l'argent sont quelque chose à garder à l'esprit et c'est pourquoi je pense que c'est une excellente discussion. Nous avons eu cette discussion la dernière fois que lorsque nous parlons à un concepteur et à l'entreprise de matériaux et au matériel de fabrication utilisé pour le PCB et l'assemblage, il est important d'avoir une collaboration parce que ne pas savoir comment et où cela va être utilisé dans l'application finale, cela peut réellement être dans une situation délicate parce que vous concevez pour une raison, mais ensuite quand cela est appliqué tous les facteurs auxquels il faut prêter attention que oh, où va-t-il être utilisé ?

Quelles sont les conditions environnementales ? Par exemple, lorsque vous utilisez quelque part en Asie ou dans certaines parties de l'Europe, les conditions environnementales, les niveaux de ces gaz y compris le soufre sont beaucoup plus élevés que dans d'autres parties du monde. Donc comprendre tous ces problèmes et ensuite la température et le biais d'humidité également avec l'argent peuvent en fait conduire à une croissance encore plus rapide de ces dendrites. Donc comprendre ces problèmes de corrosion et c'est pourquoi une finition de surface à base d'or est toujours prévalente bien sûr comme vous l'avez mentionné, l'enig a été prévalent, mais quand vous venez à la RF les gens disent, oh, faites juste de l'argent par immersion. Mais vous devez également comprendre certaines des préoccupations de fiabilité avec l'argent par immersion qu'il apporte.

Zach Peterson : Oui, et toutes les fois où j'ai utilisé de l'argent, ce n'était jamais dans une application A-U-H-D-I, mais plutôt dans des applications où vous avez des BGA, mais certainement pas avec des largeurs de ligne et des espacements inférieurs à un millimètre. Quand vous atteignez ce niveau, je peux vraiment voir les dendrites devenir un problème. Je pense que pour la plupart des gens qui utilisent de l'argent, ils n'opèrent pas à ce niveau et donc ils peuvent même ne pas connaître le problème des dendrites. La principale préoccupation que je vois soulevée à propos de l'argent est juste la corrosion avec le ternissement.

Kunal Shah : Oui. C'est donc quelque chose au moment de l'assemblage. Je pense que c'est très, très critique parce qu'on parle d'une durée de vie sur étagère de six mois, mais quand vous êtes dans une fourchette de quatre ou cinq mois, vous commencez à voir le ternissement de l'argent et cela affecte réellement votre processus d'assemblage. Donc, c'est une sorte de problème de stade précoce avec le ternissement. Et ensuite, le dendrite est une sorte de problème après l'assemblage et au stade de l'application avec les dendrites. Donc, d'un point de vue à la fois, la corrosion avant l'assemblage et la corrosion et les dendrites dans l'application après l'assemblage sont des éléments à garder à l'esprit en termes d'argent par immersion, et c'est pourquoi nous préférons toujours, nous en tant que fournisseur de produits chimiques, mais chaque fois que nous devons recommander pour ces applications de haute fiabilité, quand je dis application de haute fiabilité, surtout maintenant en allant vers l'UHDI parce que quand les dendrites deviennent même un problème plus important, une finition de surface à base d'or est quelque chose que nous recommandons parce que l'une des raisons est exactement parce qu'il n'y a pas de dendrites, l'or restera tel quel.

Donc, même vous avez mentionné l'OSP, donc je vais également parler de l'OSP. C'est exactement cela. La durée de vie de l'OSP n'est que d'environ trois mois selon ce qui est évalué. Et la deuxième chose avec l'OSP et l'argent par immersion, tous deux à partir du ternissement de l'argent par immersion, mais même d'un point de vue d'assemblage, combien de cycles de refusion vous allez devoir subir avec l'OSP, c'est une couche polymère sur le cuivre. Donc, lorsque vous mettez 265 degrés Celsius dans un premier ou second flux d'assemblage, l'OSP est plus ou moins évaporé ou décomposé, cependant vous le terminez, mais il est compromis, c'est ce que je veux dire. Donc, le cuivre en dessous est exposé à haute température et peut s'oxyder. Donc, lorsque vous passez au troisième ou quatrième cycle de refusion, votre surface est déjà compromise et vous vous attendez à ce qu'elle mouille et exécute l'opération d'assemblage sur ces surfaces compromises.

Oui, la probabilité de défaillances pourrait être élevée. Donc, l'OSP a ce problème de combien de cycles de refusion vous pouvez exécuter, même l'argent par immersion, il se ternit et peut-être après le deuxième ou troisième refusion, il peut ne pas vous donner une performance similaire avec l'argent par immersion comme vous l'obteniez lors du premier refusion. Donc, ce sont certains des problèmes avec l'OSP et l'argent par immersion également, un autre aspect qu'il faut aussi comprendre avec l'OSP parce que nous travaillons avec l'un des clients et leur exigence est, hé, les pads doivent être conducteurs. Donc, la finition de surface n'est pas un domaine où ils doivent être montés en surface. Il y a beaucoup d'autres applications, beaucoup de domaines où la finition de surface reste comme un conducteur restant exposé sur le circuit imprimé pour quelle que soit l'application et les raisons. Mais si vous avez de l'OSP, le pad devient non conducteur parce que c'est une couche polymère sur le dessus de votre PCB. Donc, c'est quelque chose que vous devez aussi garder à l'esprit par rapport à l'OSP.

Zach Peterson : Oui, je vois. Je pense que le nombre de passages au refusion est définitivement quelque chose auquel les concepteurs ne pensent pas vraiment parce qu'ils ne le regardent pas du point de vue de l'assemblage. Ils ne savent pas comment ils vont planifier cela. Je pense que beaucoup de concepteurs vont juste cliquer sur le bouton étain plomb, ou pas l'étain plomb, mais le bouton d'immersion étain sur leur formulaire de devis en ligne ou ils cliqueront sur le bouton email et ils diront juste, oui, allez-y.

Kunal Shah : Et je ne sais pas, peut-être si je peux faire ce commentaire, ils cliquent sur un bouton, je ne sais pas du point de vue d'un concepteur ou en passant une commande chez PCB Fab House, ce qui est le moins cher, n'est-ce pas ? Alors choisissons le moins cher parce que de nos jours tout est une application en ligne où vous remplissez tous les formulaires avec les options déroulantes et quelle que soit la moins chère. Choisissons cela. Mais oui, je veux dire que certaines choses sont oui, il faut connaître les passages au refusion comme vous l'avez mentionné. Le second est le coût, mais vous devez être très judicieux concernant le coût car il y a d'autres finitions de surface que je peux mentionner comme PIC si vous êtes au courant, parce qu'avec les applications de haute fiabilité, une couche de palladium est souvent placée entre le nickel et l'or. Et l'une des raisons est le pad de plaquette avec enig est historiquement la corrosion entre la couche de nickel et d'or à cette interface.

Et pour prévenir cela, une couche de palladium a été introduite, et c'est pourquoi ick est ce qu'on appelle électrodes, immersion or de palladium est la forme complète de cela. Maintenant, le coût sera encore extrêmement plus élevé, exponentiellement plus élevé est parce que la couche de palladium, à cause du métal précieux comme le palladium, qui coûte 1,5 fois le prix de l'or. Donc, vous n'ajoutez pas seulement le coût de l'or, mais en plus de cela vous ajoutez le coût du palladium mais nécessairement vous n'obtenez pas toute la fiabilité avec eick. Il y a des problèmes avec l'intégrité du signal qui sont des problèmes avec certaines des fiabilités en fonction de l'épaisseur de la couche de palladium et ainsi de suite. Ce n'est donc pas que vous payez le plus d'argent, vous obtenez le meilleur produit et ce n'est pas que si je sélectionne le moins cher et je m'en sortirai. Il faut donc comprendre les avantages et les inconvénients de chaque aspect et dépenser judicieusement pour obtenir la performance optimale que l'on devrait obtenir, surtout en comprenant où cela va être appliqué, qui est votre client, et ainsi de suite.

Zach Peterson : Oui, vous avez utilisé un terme que je pense est souvent mal compris, qui est meilleur produit, n'est-ce pas ? Meilleur vient toujours avec un grand astérisque parce que lorsque vous le regardez du point de vue d'enig, meilleur signifie vraiment quelle est la plus haute fiabilité, alors que vous le regardez du point de vue de l'argent, meilleur signifie intégrité du signal et pas nécessairement fiabilité. Donc, je suppose que meilleur nécessite vraiment une certaine considération ici. Et puis aussi je pense que lorsque nous entrons dans UHDI, nous poussons de plus en plus dans la gamme de fréquences plus élevées. Donc en dessous disons d'un gigahertz, vous ne remarquerez probablement pas la différence de perte entre enig et étain. Vous vous souciez juste de la fiabilité. Mais une fois que vous entrez dans la bande passante de plusieurs gigahertz, là vous remarquez définitivement

Kunal Shah : Absolument Zach, donc vous avez soulevé un point incroyable parce que même pas un gigahertz, même jusqu'à cinq à dix gigahertz, vous ne pourriez pas voir un effet néfaste majeur entre l'argent émergent ou tout autre fini de surface. Ils seraient tous, du point de vue du fini de surface, identiques en termes de perte que vous obtenez. Cependant, lorsque vous passez de 10 gigahertz à 25 gigahertz, c'est là que se trouve la haute bande de la 5G. Les 77 gigahertz sont la fréquence automobile où ce sont les fréquences typiques dans l'application automobile. Et puis certains des RF sont à cent gigahertz et plus. Donc exactement ce que vous avez soulevé, quand vous entrez dans les 10 gigahertz et plus, vous commencerez réellement à voir les effets si vous mettez de l'enig par rapport à si vous mettez de l'argent émergent. Et c'est à ce moment-là que vous devez réaliser que, pour la fiabilité, devrais-je choisir l'enig ?

Mais même là, il y a des préoccupations du côté de la fiabilité avec l'enig, c'est une autre histoire complètement, mais il est encore plus fiable d'un point de vue de la couche d'or et de la corrosion environnementale parce qu'en fin de compte, c'est une couche externe en or, n'est-ce pas ? Mais quand vous mettez de l'argent émergent avec une haute fréquence, alors la fiabilité est une préoccupation majeure du point de vue de la corrosion environnementale. Donc, ce sont les choses que l'on doit comprendre. Et exactement c'est à ce moment que notre solution, je discuterai en termes de vous enlevez le nickel, vous mettez ce traitement de couche barrière, donc cela vous donne la performance du nickel en termes de couche barrière pour ces atomes de cuivre, mais cela vous donne un objectif de couche externe. Ainsi, vous obtenez la meilleure protection contre la corrosion environnementale du point de vue de la fiabilité comme vous l'avez soulevé. Mais du point de vue de l'intégrité du signal, c'est très similaire à la performance de l'argent émergent parce que votre signal passe à travers l'or et la plupart du temps, il passe à travers le cuivre. Donc, dans cette perspective, votre intégrité de signal est aussi bonne qu'elle puisse être comparable à l'argent. Mais la fiabilité est toujours bonne parce que vous avez une couche externe de cuivre et elle est protégée par un traitement de couche barrière en dessous.

Zach Peterson : Donc, en tant que quelqu'un qui est beaucoup plus expert en matière de placages que moi, je suis sûr que vous avez beaucoup fouillé dans la littérature de recherche et vous avez probablement trouvé toutes sortes de manières dont les gens ont essayé de surmonter ce problème et d'éliminer le nickel tout en s'assurant que nous avons un placage de surface hautement fiable. Vous avez pris une direction, qui est d'utiliser la passivation pour créer une couche barrière. Quelles sont certaines des autres approches qui n'ont peut-être pas fonctionné ou que d'autres essaient de travailler pour nous aider à atteindre ce niveau supérieur avec l'UHDI ?

Kunal Shah : Oui, absolument, Zach. Les gens ont effectivement essayé cela. Cette direction n'est pas complètement nouvelle, exactement ce que vous avez soulevé. Nous avons emprunté cette voie, mais elle a été explorée auparavant. Il y a donc deux ou trois manières, ou principalement deux manières que les gens ont explorées. La première est ce qu'on appelle DIG, qui signifie immersion directe dans l'or. Ce qu'ils font, souvenez-vous au début de notre conversation, j'ai dit que vous ne pouvez pas mettre de l'or par immersion en couche mince parce que si vous n'avez pas de nickel, le cuivre se diffusera jusqu'à la surface supérieure de la couche d'or, car elle n'est que de 15 nanomètres. Mais l'immersion directe dans l'or, en fait, dépose environ 150, 200 nanomètres. L'idée est que même si cela se diffuse, nous espérons que pour 200 nanomètres, cela ne sortira pas complètement. Et puis notre application en termes d'assemblage ou notre application n'est pas comme si cela prend, en termes d'application, si vous faites une simulation ou dans un scénario réel que si le cuivre met cinq ans à ressortir vers l'or pour 200 nanomètres, c'est suffisant parce que nous avons besoin de fiabilité seulement pour deux, trois ou quatre ans.

Donc, nous serons bien. Mettons 200 nanomètres, 250 nanomètres d'or. C'est donc une approche que les gens ont prise. La deuxième approche que les gens ont prise, eh bien, au lieu d'utiliser NICO comme couche d'enterrement, utilisons le palladium comme couche barrière comme E pig, mais ne mettons pas de nickel dedans, mettons des électrodes de palladium directement sur le cuivre et puis ou directement ou ils mettent une sorte de couche de semence d'or, mais principalement mettent des électrodes, du palladium, et puis mettent de l'or par immersion. Ils appellent ce processus EEG ou eag. Maintenant, revenant à DIG, il y a quelque chose que j'aimerais mentionner, avec DIG, au lieu de 15 nanomètres, vous mettez 200 ou 215 nanomètres d'or. Donc, votre coût de placage devient presque automatiquement quatre ou cinq fois plus élevé. C'est donc un inconvénient majeur lorsque vous faites de la fabrication en volume massif pour vos produits. Mais la deuxième chose est aussi lorsque vous avez une telle quantité élevée d'or ou une couche d'or avec un micro BGA, lorsque vous essayez de faire une application de soudure, tant d'or peut et peut causer, je ne dis pas que c'est le cas pour chaque scénario, mais peut causer dans de si petites zones, une couche d'or si épaisse sera dissoute dans la soudure peut causer une fragilisation par l'or.

Donc, votre soudure peut être sujette à une défaillance fragile d'une sorte parce que trop d'or à cette interface et tout se dissout au moment de l'assemblage. Il y a donc une préoccupation de fiabilité avec DIG, mais aussi majeure est la préoccupation du coût. Maintenant, parlons d'EEG, électrodes de palladium immersion or comme je l'ai mentionné, cela ajoute également à votre coût un autre niveau parce que la couche de palladium, comme je l'ai mentionné, coûte 1,5 fois le prix de l'or. Donc, vous remplacez le nickel par un métal précieux encore plus cher par rapport à l'or. Cela rend votre assemblage encore plus cher. C'est un point. Et le deuxième est que même le palladium a une préoccupation d'intégrité du signal. Donc, si vous enlevez le nickel, il se comporte certainement mieux que le nickel le palladium est, mais ce n'est pas l'idéal comme l'or ou le cuivre ou l'argent. Donc, vous avez toujours une préoccupation d'intégrité du signal, surtout si vous allez dans des fréquences plus élevées dans les 20, 30, 50, 70 gigahertz.

Donc, dans ces scénarios, ce n'est pas le remplacement idéal en termes d'intégrité du signal car les performances ne sont pas aussi bonnes que celles mentionnées, comme l'or, le cuivre ou l'argent, et pourtant le coût est exorbitant car vous remplacez le nickel par un métal précieux encore plus cher que l'or. Donc oui, ce sont certaines des alternatives qui existent. Et encore, en revenant à l'alternative sans nickel, soit vous optez pour une solution totalement sans or, qui est A OSP et l'argent émergent, mais nous avons parlé de certains de leurs inconvénients du point de vue de la fiabilité. Donc oui,

Zach Peterson: Donc, étant donné que vous êtes président de Lilo Tree, je dois demander quelle a été la réaction positive que vous avez observée pour votre solution par rapport à certaines de ces autres solutions que vous avez mentionnées ? Je comprends que DIG est super prohibitif à moins que vous ne soyez à faible volume, epic est probablement aussi moins prohibitif mais toujours coûteux. Il semble donc que l'un des avantages de Lilo Tree soit du point de vue du coût.

Kunal Shah: Oui, donc en fait, quelques avantages que je vais souligner sont tous les bénéfices de la facilité de placage et pour USDI avec l'intégrité du signal dont nous avons parlé, mais le coût de la solution sans nickel de OT trois est en fait moins cher de 20 à 25% que l'enig. Cela nous rend donc une proposition très, très attrayante du point de vue du coût car c'est 20 à 25% moins cher que l'enig. Et le deuxième avantage est que le placage à l'or typique se fait avec une source d'or à base de cyanure ou une chimie, quoi que vous appeliez. Donc, c'est une solution à base de cyanure. Notre solution de placage à l'or est complètement sans cyanure. Elle est plus stable et en fait moins coûteuse à opérer qu'un or à base de cyanure. Du point de vue sans nickel, je pense que nous sommes, nous nous appelons le choix privilégié pour ceux qui veulent faire sans nickel, ils utilisent toujours ou optent pour le processus de Lilo trois par rapport à toute autre option sans nickel disponible.

Cependant, nous sommes aussi, je veux dire, en train d'élargir le champ, il y a certaines des maisons de fabrication avec lesquelles nous parlons et nous sommes en discussion où ils envisagent même de remplacer l'enig par des cartes standard pas nécessairement UHDI, pas nécessairement pour des applications haute fréquence, même une carte standard avec une application basse fréquence et pas nécessairement UHDI pensent que, hé, pourquoi utilisons-nous du nickel ou de l'enig standard, qui est encore plus cher en premier lieu et présente des préoccupations de fiabilité à l'interface du nickel et de l'or comme je l'ai mentionné, le pad noir. Et puis aussi la troisième chose, en devenant un peu technique, c'est que votre joint de soudure est un intermétallique étain-nickel versus l'option sans nickel vous obtenez en fait cuivre-étain, qui est beaucoup plus fort et si l'option sans nickel moins chère offre une meilleure fiabilité et si elle est durable, ce qui est sans cyanure, pourquoi devrions-nous même utiliser l'Enoch traditionnel en premier lieu ? C'est donc là que nous en sommes jusqu'à présent. Définitivement, pour revenir à votre question pour répondre pour une intégrité du signal et une application USD, définitivement la solution sans nickel de Lilo trois, sorte d'option de sélection de premier choix, mais nous sommes également considérés comme une solution de remplacement traditionnelle d'enig également pour nos cartes traditionnelles basse fréquence non UHDI.

Zach Peterson : Eh bien, tout cela est extrêmement informatif. Nous sommes presque à court de temps, mais je tiens à vous remercier énormément car j'ai toujours l'impression d'apprendre quelque chose de nouveau chaque fois que nous discutons. Alors, merci beaucoup d'être venu sur le podcast.

Kunal Shah : Merci, Zach, c'était vraiment génial de parler avec toi, c'est sûr, comme

Zach Peterson : Toujours, et à tous ceux qui écoutent là-bas, assurez-vous de vous rendre au Peoria Sports Complex à Peoria, Arizona. Si vous vous trouvez à Peoria, Arizona le 26 mars 2024 pour le symposium sur l'interconnexion ultra haute densité, sponsorisé ou organisé par SMTA, vous pourrez voir Kunal Shaw au symposium parler de tout ce dont nous avons discuté ici aujourd'hui. À tous ceux qui écoutent ou regardent sur YouTube, assurez-vous de cliquer sur le bouton d'abonnement et sur le bouton J'aime. Vous pourrez ainsi suivre tous nos épisodes de podcast et tutoriels au fur et à mesure de leur sortie. Et enfin, ne cessez jamais d'apprendre, restez sur la bonne voie et nous vous verrons la prochaine fois. Merci à tous.