Qu'est-ce que les Ultra HDI et les substrats de composants ?

L'industrie des cartes de circuits imprimés est en effervescence à propos de la loi CHIPS, et cela se comprend. De nombreuses voix s'élèvent également pour que la loi CHIPS inclue la technologie des substrats de packaging et la technologie d'interconnexion ultra-haute densité. Je ne pourrais être plus d'accord ! Nous devons examiner l'ensemble de la chaîne d'approvisionnement pour que cette entreprise soit couronnée de succès. Il y a eu beaucoup d'activités autour de la technologie ultra-HDI : les fabricants fournissent désormais facilement des largeurs de trace et des espaces bien en dessous de nos minimums traditionnels de 3 mils pour les lignes et les espaces, et les concepteurs de cartes de circuits imprimés apprennent comment tirer le meilleur parti de cette capacité ultra-haute densité. La technologie PCB qui n'était traditionnellement pas disponible est maintenant accessible en Amérique du Nord, du moins en volumes faibles à moyens.

Une autre classification de produit qui doit être prise en compte est le marché des substrats de packaging. Traditionnellement, ce marché était uniquement approvisionné depuis l'extérieur des États-Unis et nous avons maintenant la chance que quelques leaders technologiques dans l'espace des cartes de circuits imprimés aux États-Unis investissent dans des équipements et des améliorations de processus pour leur permettre de fournir à ce marché et d'offrir une solution entièrement domestique pour cette chaîne d'approvisionnement.

L'un des leaders dans cette technologie est Averatek. Averatek est une entreprise de développement technologique qui développe et concède des licences de technologie à l'industrie électronique. Leur produit A-SAP™ permet à la fois l'ultra HDI et les caractéristiques ultra-fines dans le marché du substrat de package. Leur processus ELCAT™ permet une solution d'emballage de nouvelle génération incluant non seulement les circuits, mais aussi les puces intégrées. J'ai eu l'occasion de m'asseoir avec Mike Vinson, COO d'Averatek, pour discuter de l'Ultra HDI et du marché des substrats de package.

Tara: Bonjour Mike, pouvez-vous nous aider à comprendre la différence entre ces deux domaines technologiques ?

Mike: Les substrats de package, comme les HDI PCBs, utilisent une variété de matériaux et de techniques pour ce marché très large. Nous sommes principalement intéressés par les substrats organiques, qui sont souvent une version miniature des HDI PCBs. Les matériaux sont souvent choisis pour refléter les exigences caractéristiques des pièces attachées à la carte, donc souvent nous voyons différents matériaux pour les HDI et les substrats organiques, mais bien des fois les exigences sont assez similaires pour permettre l'utilisation de matériaux et techniques similaires. Il existe même une catégorie de PCBs semblables à des substrats.

Tara : Comment les entreprises, y compris le DoD et les principales entreprises du DoD avec des restrictions ITAR, résolvent-elles ce problème de chaîne d'approvisionnement aujourd'hui ?

Mike : Aujourd'hui, elles sont souvent contraintes de se tourner vers l'étranger pour trouver des ateliers commerciaux disposant de capacités en HDI et en substrat. La chaîne d'approvisionnement domestique a été décimée année après année, initialement en raison des faibles coûts de main-d'œuvre à l'étranger et maintenant à cause d'une concentration des industries qui permet une solution complètement intégrée verticalement.

Tara : Lorsque cette technologie sera facilement disponible aux États-Unis, quelles autres industries, selon vous, mèneront la voie pour s'approvisionner aux États-Unis et lesquelles, croyez-vous, continueront à s'approvisionner dans d'autres régions ?

Mike : Initialement, nous ne verrons que les marchés qui peuvent réaliser une plus grande valeur grâce à la fabrication locale, comme la défense et le médical, mais une fois l'infrastructure établie, les marchés de l'automobile et de l'industrie suivront bientôt. Les exigences évolutives dans l'infrastructure d'information et de communication finiront par conduire à des restrictions nécessitant une fabrication locale et de confiance. Lorsque l'assemblage final des produits commerciaux reviendra sur le marché domestique, les PCB seront prêts.

Tara : Comment les technologies A-SAP™ et ELCAT™ d'Averatek profitent-elles à la technologie des substrats de conditionnement aux États-Unis et à ceux qui produisent déjà cette technologie en dehors des États-Unis ?

Mike: A-SAP™ est une technologie qui permettra une conversion simple du marché conventionnel vers les marchés HDI/substrat, dépassant la plupart des exigences, tant au niveau national qu'international. ELCAT™ offrira une approche à faible coût pour l'emballage qui existait auparavant uniquement dans des environnements de fonderie coûteux.

Tara: Quels conseils donneriez-vous à ceux qui découvrent cette technologie du point de vue de la conception de PCB ?

Mike: A-SAP™ ajoutera de la flexibilité et de la simplification de conception grâce à une réduction du nombre de couches et à la liberté de routage que permet une plus grande densité. Des rapports d'aspect plus élevés avec des parois latérales verticales à la fois pour l'espace et la trace créeront des paires différentielles plus étroitement couplées et des traces plus étroites permettront des diélectriques plus minces sur les lignes à impédance contrôlée.

Tara: Quels conseils donneriez-vous à ceux qui découvrent cette technologie et envisagent d'investir dans ce domaine du point de vue de la fabrication ?

Mike: Les exigences des PCB changent. Cherchez des technologies qui vous feront avancer, à la fois maintenant et à l'avenir. Identifiez les marchés qui offriront de bonnes marges pour une performance et une qualité exceptionnelles. Ne vous contentez pas de ce qui est actuellement fait dans le courant principal, prenez de l'avance.

Tara: Merci Mike. Comment pouvons-nous vous contacter pour discuter davantage ?

Mike : Vous pouvez visiter notre site web à www.averatek.com ou me contacter directement à mike@averatek.com

Ressources supplémentaires :

Nous avons parcouru les bases du traitement SAP pour examiner certaines des questions principales liées à l'empilement des cartes de circuit imprimé. Nous avons exploré certaines des « règles de conception » ou « directives de conception » qui ne changent pas lors de la conception avec ces tailles de caractéristiques ultra-haute densité. Nous avons également examiné l'espace de conception autour de la possibilité d'utiliser ces largeurs de pistes de circuit ultra-haute densité dans les régions d'évasion BGA et des pistes plus larges dans le champ de routage. L'avantage est une réduction du nombre de couches de circuit et la préoccupation est de maintenir une impédance de 50 ohms. Eric Bogatin a récemment publié un livre blanc analysant précisément cet avantage et cette préoccupation.