Innovazioni UHDI e PCB di nuova generazione con Kunal Shah, PhD.

In questo illuminante episodio del OnTrack Podcast, il conduttore Zach Peterson chiacchiera con Kunal Shah, PhD., Presidente di liloTree. I due hanno una conversazione dettagliata sul campo emergente degli Ultra High-Density Interconnects (UHDI) e il suo impatto sul futuro dell'elettronica.

Kunal condivide le sue intuizioni sulle ultime innovazioni in UHDI, incluse le sue sfide e soluzioni nella produzione elettronica, specialmente in applicazioni ad alta affidabilità come l'elettronica per la difesa e quella medica.

Con un focus sulla prossima discussione del panel SMTA, questo episodio è imperdibile per chiunque sia interessato alle tecnologie all'avanguardia che stanno plasmando il nostro mondo. Non perderti questo approfondimento su UHDI!

Ascolta l'Episodio

Guarda l'Episodio

Punti Chiave

• Panoramica sui vari Sviluppi in UHDI
• Discussione sui Materiali di Placcatura "Tradizionali"
• Nichel Vs. Rame
• Compensazione della Sovraplaccatura?
• Il argento può essere un'Alternativa UHDI?

Ulteriori Risorse

• Scopri di più su liloTree
• Leggi questo articolo su capacità dei PCB Ultra HDI
• Accesso Gratuito Esclusivo di 15 Giorni a Altium Designer

Trascrizione

Zach Peterson: Penso che per la maggior parte delle persone che usano l'argento, non stiano operando a quel livello e quindi potrebbero non sapere nemmeno del problema dei dendriti. La preoccupazione principale che vedo sollevata riguardo l'argento è semplicemente la corrosione con l'annerimento.

Kunal Shah: Sì. Quindi questo è qualcosa al momento dell'assemblaggio. Quindi penso che sia molto, molto critico perché viene riferito come una durata di conservazione di sei mesi, ma quando sei in un intervallo di quattro o cinque mesi, inizi a vedere l'annerimento dell'argento e questo effettivamente influisce sul tuo processo di assemblaggio. Quindi questo è una sorta di problema in fase iniziale con l'annerimento e poi il dendrite è una sorta di problema dopo l'assemblaggio, una questione di fase applicativa con il dendrite.

Zach Peterson: Ciao a tutti e benvenuti al podcast Altium on Track. Sono il vostro conduttore, Zach Peterson. Oggi parleremo con Kal s Shah, presidente di Lilo Tree. Abbiamo già avuto Kal nella trasmissione in precedenza e oggi parleremo con lui di un imminente panel SMTA di cui farà parte e sono molto entusiasta di scoprire di più su ciò di cui parlerà. Kal, grazie mille per essere di nuovo con noi oggi.

Kunal Shah: Assolutamente. Zach, ancora una volta, la nostra discussione è stata davvero intrigante e penso che sia sempre fantastico e intrigante discutere con te. Quindi grazie per avermi invitato

Zach Peterson: Io. Beh, ti ringrazio molto. Ci sono stati molti sviluppi, sembra un turbine di eventi negli ultimi anni e uno dei grandi ambiti in cui abbiamo visto molto sviluppo è nella spinta verso UHDI, specialmente qui negli Stati Uniti. E quindi questo è il nostro perfetto passaggio al tema ampio di ciò che sta succedendo con un imminente panel SMTA il 26 marzo dove parlerai. Quindi, se potessi darci una breve panoramica di cosa succederà in quel panel e di cosa parlerai.

Kunal Shah: Sì, quindi no, è molto interessante come hai menzionato. UHDI, che sta per interconnessioni ad altissima densità nell'industria elettronica, sta diventando una delle aree in più rapida crescita, specialmente come hai menzionato negli Stati Uniti. E una delle cose anche da una prospettiva di difesa e alcune delle applicazioni ad alta affidabilità UHDI, sta diventando la norma, per così dire. Quindi alcuni dei nuovi sviluppi, specialmente dal punto di vista della lavorazione al punto di vista dei materiali, è qualcosa che è stato in corso negli ultimi anni in modo significativo. E penso che, se guardi un po' la storia, abbiamo fatto spaziature di linee molto alte, nell'ordine dei cento micron fino a 50 micron di spaziatura delle linee molto, molto comunemente. Ora stiamo entrando in HDI e ultra HDI dove queste dimensioni stanno letteralmente entrando in gamma sub 20, sub 10 micron dove i processi tradizionali non sono qualcosa che puoi usare.

Quindi devi innovare in termini di processi e materiali per rendere queste progettazioni UHDI e la fabbricazione disponibili o addirittura possibili. Tornando alla tua domanda specifica, il mio argomento sarà in realtà come le finiture superficiali o la placcatura o un trattamento che fai sopra, che è un trattamento conduttivo finale che fai sopra questi spazi interconnettivi UHDL, è di ciò che parlerò. Quali sono le cose di cui si dovrebbe essere a conoscenza? Quali sono le cose che una tecnologia tradizionale potrebbe non funzionare e perché una nuova tecnologia ti fornirà anche la possibilità di elaborazione UHTI a 20 sub 10 micron di gamma? E anche come aumenterai anche l'affidabilità e la sostenibilità, che è anche una parte critica quando si ha a che fare con elettronica di difesa ad alta affidabilità o elettronica medica, e così via.

Zach Peterson: Hai menzionato i processi tradizionali. Presumo che ciò si riferisca ai materiali di placcatura tradizionali che potrebbero essere utilizzati nella fabbricazione standard. Quindi diciamo stagno piombo all'estremità inferiore o non stagno piombo ma immersione nello stagno forse e poi fino a emig o oro duro o qualcosa all'estremità superiore.

Kunal Shah: Sì, assolutamente. Quello che hai menzionato è assolutamente corretto. L'immersione nello stagno, come sappiamo storicamente, è stata una delle finiture superficiali più popolari quando si parla degli anni '90 e dei primi anni 2000. Ma ogni volta, io so che torno sempre alla storia perché in realtà insegna molte lezioni e sorta di capire quali sono i motivi per noi di innovare. Quindi, cosa succede all'inizio del 2000 quando hanno iniziato ad apparire questi micro BGAs dove la planarità superficiale diventa l'aspetto più critico, un'emergenza nello stagno e anche dall'emergenza nello stagno che dalla seccatura all'emergenza nello stagno alcune delle restrizioni RoHS sono entrate in gioco quando lo stagno piombo era la norma standard e quando le restrizioni RoHS sono entrate in vigore, il piombo ha iniziato a essere gradualmente eliminato e poi l'emergenza nello stagno senza piombo non era qualcosa di affidabile e molte altre questioni. Quindi è allora che le persone hanno iniziato prevalentemente a spostarsi verso l'ENIG.

Questo è l'immersione elettroless nell'oro, solo per chiarire la forma completa di ENIG. I vantaggi dell'ENIG sono, primo, che ti dà una planarità superficiale estremamente buona a causa dello strato di nichel e dello strato d'oro, la morbidezza superficiale è estremamente piana, la rugosità superficiale è molto bassa. Quindi questo è qualcosa che per l'assemblaggio di micro BGA e tutte queste cose era molto, molto buono. E anche con la finitura superficiale a base d'oro, ti dà più margine in termini di durata di conservazione. Quindi, ad esempio, se le tue schede vengono prodotte in una parte del mondo e l'assemblaggio avviene in un'altra parte del mondo. E specialmente se hai problemi logistici nella catena di fornitura dappertutto. Se non sei in grado di fare immersione nello stagno o OSP o alcune delle altre seccature, stai guardando a una durata di conservazione di tre mesi, sei mesi, più o meno in quella gamma. Tuttavia, quando l'ENIG è stato introdotto, potresti avere da 12 a 24 mesi di durata di conservazione.

Ti ha dato molta più libertà in termini di fare assemblaggio e produzione di schede nude in termini di pianificare come stai per fare la logistica. Tuttavia, mentre ci stiamo muovendo verso l'UHDI quando hai l'ENIG, e questo è ciò su cui mi concentrerò effettivamente nella presentazione nella nostra sessione del 26 marzo, che fa parte della SMTA, concentrandomi sull'UHDI perché quello che succede è che alcuni di questi rame non sono placcature di rame tradizionali. Si sta utilizzando una sorta di processo semi additivo SAP o processi MSAP come potresti aver sentito. Quindi, quello che succede è che effettivamente mette una sorta di inchiostro di palladio o strato di palladio dove vuoi che queste caratteristiche si popolino, e poi hai una sorta di processo di rame che viene depositato sopra questi catalizzatori di palladio. Quello che succede è che c'è ancora, quindi anche se popoli questi rame, non è esattamente corretto. Ad esempio, se hai uno spazio di cinque micron o dieci micron, ma la tua caratteristica, il palladio sta leggermente sanguinando fuori dalla tua caratteristica. Quindi il palladio, il palladio e il rame stanno anche leggermente sanguinando fuori perché il palladio è sanguinato fuori dall'area definita di queste caratteristiche conduttive, che è il rame. Quindi, quando hai un processo sottrattivo a causa del laser, c'è una rimozione netta di rame e palladio sottostante, giusto? Tuttavia, questo è un processo additivo basato su reazioni chimiche. Hai quest'area sanguinata fuori dalla caratteristica stessa.

Sto diventando un po' tecnico, ma è importante che l'ascoltatore capisca che quando si verifica il problema, quando si cerca di fare nichel, cercherà questo rame e si depositerà ovunque. Quindi, anche quest'area sfumata verrà placcata, il che è quasi come una sovraplaccatura. Non si desidera la placcatura in quelle aree, ma il nichel non capisce se dovrebbe placcarsi sulla caratteristica effettiva o sull'area sfumata? Entrambe sono rame identico, quindi si depositerà ovunque veda il rame, ma quando si finisce per vedere sotto questi microscopi altamente ingranditi, è solo quando lo si vede ad occhio nudo, sembra tutto perfetto. Ma quando si vedono queste lenti di ingrandimento, si vedono queste chiamate nichel che viene placcato anche in un'area sfumata. Ora, cosa succede se le tue caratteristiche sono così vicine l'una all'altra che l'area sfumata di una caratteristica e un'altra caratteristica quasi si fondono o comunicano tra loro.

Quindi si ha quasi un problema di ponticellamento. Alcune di queste. Quindi la placcatura al nichel diventa estremamente difficile quando si hanno dimensioni delle caratteristiche nell'ordine dei 20 micron o sub 20 micron 10, 10 o cinque, 10 o cinque cinque è persino una tecnologia di substrato con cui abbiamo lavorato di recente con alcuni dei clienti, che stanno effettivamente passando a cinque cinque, che è qualcosa che per la maggior parte della produzione di massa è previsto solo tra qualche anno. Ma le persone hanno già iniziato a guardare in quella direzione. Quindi, quando si hanno queste caratteristiche, anche cinque micron, non si possono vedere in un microscopio normale. Si deve effettivamente mettere sotto un microscopio elettronico a scansione di qualche tipo. Quindi, quando si entra in questo regno di caratteristiche così minute, capire cosa sta facendo la tua chimica e quali sono queste insidie. Quindi, potrei aver divagato e iniziato a dare molte informazioni, ma spero di essere stato chiaro.

Zach Peterson: Sì, solo per riassumere brevemente alcuni dei problemi qui sollevati che sorgono a UHDI, stai portando alla luce un problema di spaziatura delle linee dove si può avere una placcatura eccessiva o sovraplaccatura e poi c'è anche il problema della polarità. Ovviamente non è tanto un problema quando si hanno PGA a passo largo, ma una volta che si inizia ad andare verso PGA a passo molto fine dove si ha alta densità, alto conteggio di IO o forse è basso conteggio di IO, ma tutto è molto denso, sorta di corollario al problema della placcatura. E poi penso ci possa essere un terzo problema qui, che non hai menzionato, ma è forse dalla prospettiva SI, che è oh sì, a seconda del materiale di placcatura che si usa quando si hanno tracce molto sottili, si ha molto più effetto pelle e c'è più effetto pelle nella placcatura. Quindi ora si ha un problema di perdita, specialmente quando si usa il nichel

Kunal Shah: Piastre. Sì, assolutamente. Quindi penso che grazie per aver sollevato questo punto. Stavo per arrivare a quel punto su cosa succede, che uno ha un nichel che è una conducibilità. Quindi vi do un po' di contesto tecnico su perché il nichel è così dannoso per l'integrità del segnale è perché quando si ha il rame, che è uno dei migliori conduttori che abbiamo, ed è per questo che uno dei motivi per cui viene utilizzato prevalentemente ovunque nell'intera industria dei circuiti stampati e dell'elettronica a semiconduttori. Ma poi quando si nichela, di solito il segnale passa attraverso lo strato superiore del conduttore. Quindi quando si nichela qualunque cosa sia lo strato superiore e poi si ha un effetto pelle. Quindi il tuo strato superiore è diciamo d'oro, ma l'oro è solo di 15 nanometri. La tua profondità di pelle è di circa un paio di micron. A seconda della tua gamma di frequenze, la maggior parte del tuo segnale passa attraverso il nichel.

Ora cosa succede se la conducibilità del nichel è un quarto della conducibilità del rame? Quindi pensa a cosa succederà a quel segnale. È significativamente più lento per quella stessa ragione. In realtà peggiora ancora di più quando si hanno UHDI, quindi sto parlando di questi PCB standard dove tutto è coed, ma cosa succede se le cose iniziano ad avvicinarsi l'una all'altra? Poi il nichel oltre ad avere una bassa conducibilità è un materiale magnetico. Quindi inizia effettivamente a creare anche un'interferenza magnetica perché queste caratteristiche sono così vicine l'una all'altra, un campo magnetico di una caratteristica sovrapporrà in qualche modo un campo magnetico di un'altra caratteristica. Quindi si ha un'interferenza magnetica, che viene anche creata ed è altrettanto dannosa per l'integrità del segnale. Quindi qualcosa che rovina completamente le prestazioni del progettista quando stanno progettando al computer. E poi quando si sta effettivamente producendo con la finitura superficiale, tutti questi effetti danneggeranno effettivamente le prestazioni dell'integrità del segnale che si è effettivamente progettato per.

Zach Peterson: E poi riguardo al problema della sovrapposizione, giusto per un momento, giusto, intendo se sei a una larghezza di banda abbastanza alta, noterai la deviazione dell'impedenza lungo quella linea. Ma una cosa che mi chiedo è, c'è come una compensazione della sovrapposizione che viene eseguita in produzione? Perché se pensi alla produzione sottrattiva standard, facciamo una compensazione dell'incisione per tenere conto dell'aspetto trapezoidale delle tracce reali quando sono effettivamente stampate. Mi chiedo se viene applicata anche una compensazione della sovrapposizione?

Kunal Shah: Quindi molte di queste cose sono, intendo, si può sempre progettare per compensare, ma poi le cose diventano così difficili perché alcuni di questi sovrapposizioni sono meno di un micron o un micron e mezzo e un paio di micron. È a quel piccolo livello. Ma quando parlo degli scenari in cui letteralmente la distanza tra le linee è di cinque micron. Quindi un sovrapposizione di un micron e mezzo su un lato e un altro sovrapposizione di un micron e mezzo sull'altro lato, c'è la possibilità che le cose possano sfuggire di controllo e avere un problema di ponticellamento e qualcosa che la sovraverniciatura può effettivamente, quindi si può progettare e avere un modo molto accurato di come si applica l'inchiostro di palladio o lo strato di palladio sottostante. Ma ancora, queste cose di cui stai parlando gestire un livello di precisione di un paio di micron, che è estremamente, estremamente difficile. Quindi sì, abbiamo avuto clienti, specialmente utilizzando processi msap, che si lamentano e condividono alcuni di questi problemi quando cercano di placcare nichel, cercano di fare compensazione, ma ancora, la tecnologia è ancora in evoluzione da 20 micron a 10 micron. Stanno cercando di giocarci, ma sta diventando difficile man mano che ci spostiamo verso dimensioni di caratteristiche sempre più piccole.

Zach Peterson: Quindi quali sono alcune delle soluzioni qui per affrontare questo? Voglio dire, c'è una grande spinta verso larghezze di linea più piccole, dimensioni di traccia più piccole. Stiamo sempre cercando di inserire più cose in un'area più piccola e penso che il packaging sia una cosa che continuerà a guidare questa tendenza, specialmente quando i chip iniziano ad essere costruiti in 3D. Quindi ora hai ancora più cose che devi impacchettare in un'area più piccola. Quindi quali sono alcune delle soluzioni a questo? Perché sembra che a un certo punto la vecchia soluzione nel mondo tradizionale della fabbricazione di spaziare un po' di più le tue cose inizia a diventare obsoleta.

Kunal Shah: Assolutamente. Quindi Zach, penso che tu abbia sollevato un paio di punti e arriverò alla soluzione, ma hai sollevato un buon punto dove come hai menzionato che mentre cerchiamo di andare verso progetti sempre più densi e le caratteristiche e caratteristiche molto più piccole e più dense, e stiamo effettivamente muovendoci. Quindi ci stiamo spostando come hai menzionato da circuiti stampati a quasi come un substrato quasi nel mondo del packaging. Quello che stiamo vedendo è un packaging di semiconduttori, la fabbricazione e i circuiti stampati hanno iniziato a sovrapporsi dove molte aziende in America hanno iniziato e hanno piani per iniziare a fare produzione simile a substrato e avere queste capacità UHDI disponibili tornando a una soluzione di finitura superficiale che quali sono le soluzione per la tecnologia convenzionale di cui abbiamo parlato che è enig che sono disponibili. Quindi una delle cose, quindi entrerò nella spiegazione di qual è il contesto di enig, perché usiamo anche enig, giusto?

TRANSLATE:

Quindi il motivo principale per cui utilizziamo enig è l'oro. Il strato di oro è così perché è un metallo nobile, quindi non reagisce chimicamente con nessun elemento. Ecco perché è nobile. Ecco perché si ha uno strato finale di oro e questo ti dà, ecco perché ha una durata di conservazione di 12 a 24 mesi a causa dello strato di oro. Inoltre, l'oro fornisce una superficie estremamente piana con una rugosità superficiale molto bassa. Quindi questo è un secondo vantaggio, che è estremamente benefico, specialmente nelle applicazioni A-U-H-D-I. Ma poi non si può placcare direttamente l'oro sopra il rame perché ciò che accade è che il rame inizierà a diffondersi attraverso l'oro poiché non c'è modo di fermare il rame e poi il rame verrà alla superficie dell'oro e ciò compromette il conduttore nel suo complesso. Ed è per questo che OLA viene utilizzato come cosiddetto strato barriera ed è per questo che EIG è diventato così popolarmente diffuso perché mettono uno strato di 2, 3, 3 a sei micron di nichel e poi mettono oro.

Ora, dato che abbiamo discusso che avere nichel è così dannoso da una prospettiva di integrità del segnale superficiale e anche da una prospettiva di placcatura e sovraplaccatura e persino gestire la placcatura UHDI di nichel su quelle strutture è estremamente difficile. Quindi qual è la soluzione? La soluzione è in realtà che Lilo three ha innovato uno dei prodotti chiamato strato barriera, che non è uno strato barriera a base di nichel. È un trattamento di soluzione organica che in realtà non aggiunge uno strato sopra il rame, ma in realtà erode lo strato di rame sulla parte superiore. Quindi, quello che suggerivo è perché viene utilizzato il nichel? Perché il nichel viene utilizzato come strato barriera, il rame è impedito di diffondersi fuori dal nichel nell'oro. Il trattamento dello strato barriera di Lilo è in realtà un trattamento condotto sopra il rame che fa esattamente la stessa cosa senza la necessità di uno strato di nichel. Quindi questo è effettivamente molto, molto vantaggioso perché non stai aggiungendo uno strato. Il processo di placcatura è estremamente, estremamente stabile e non devi avere questo problema di sovraplaccatura e così via. In realtà tratta solo lo strato di rame dove è definito.

La parte migliore è che non compromette la conducibilità del rame. Quindi praticamente stai ottenendo e quando hai solo 15 nanometri di oro dopo che il trattamento è condotto sopra il rame, quindi fondamentalmente stai ottenendo tutti i vantaggi di enig senza la necessità di enig perché lo strato barriera agisce come un nichel fornendo quella barriera per quella diffusione di rame. Ma in più, i vantaggi sono che l'integrità del segnale è buona come il miglior conduttore, che è il rame perché hai solo 15 nanometri, ma la tua profondità di pelle è di circa due tre micron. Quindi la maggior parte del tuo segnale passa attraverso il rame, che è l'ideale che vuoi. E poi non ci sono problemi di placcatura o problemi di sovraplaccatura con lo strato barriera e l'oro. Quindi questi sono alcuni dei vantaggi perché non stai usando nichel, ma questo trattamento di soluzione a base organica sta effettivamente fornendo quello strato barriera ma dandoti tutti i vantaggi che come il nichel sta giocando effetti dannosi.

Zach Peterson: Quindi, qualcuno ha esaminato alcune delle altre opzioni di placcatura per UHDI come l'argento o l'OSP? Parlo di argento perché è un'area in cui ho avuto un po' di esperienza, che riguarda quando si ha una sezione digitale e una sezione RF ad alta frequenza sulla stessa scheda. E per la RF, una delle opzioni preferite è solitamente l'argento perché stiamo cercando di ridurre quella perdita di inserzione che potrebbe derivare da qualcosa come l'enig, ma forse vogliamo una durata di conservazione un po' più lunga di qualcosa come l'OSP.

Kunal Shah: Assolutamente. Quindi, punto meraviglioso. Voglio dire, l'argento emergente è stato una finitura superficiale o un'opzione di placcatura di riferimento per qualsiasi cosa RF o ad alta frequenza perché l'argento ha in realtà una conducibilità ancora maggiore del rame. Quindi, ciò ti dà effettivamente la migliore integrità del segnale possibile, il meglio che puoi ottenere con l'argento. Il problema con l'argento emergente è l'affidabilità ambientale complessiva. Quindi, per esempio, se la tua finitura superficiale o una parte della tua finitura superficiale viene lasciata indietro nell'assemblaggio, se uno dei pad o qualsiasi, quindi anche se il tuo pad è, diciamo per esempio di questa dimensione, farò alcuni gesti con la mano. Il tuo pad è di questa dimensione e il tuo componente di questa dimensione, c'è una finitura superficiale esposta lasciata indietro leggera o di pochi micron. L'argento ha effettivamente la tendenza a creare o fare reazione chimica con lo zolfo e formare qualcosa chiamato solfuro di argento e poi inizia effettivamente a formare dendriti.

Quindi, entro un anno o due anni nell'ambiente all'aperto, questo dendrite inizierà a formarsi e a crescere e poi potrebbe effettivamente creare esattamente il ponticellamento, un dendrite da un altro pad e un dendrite per questo pad si fonderanno e creeranno un problema di ponticellamento. Quindi, inizierai ad avere un problema di malfunzionamento a causa di questi dendriti. Quindi, questi problemi di corrosione ambientale con l'S sono qualcosa che si deve tenere a mente ed è per questo che penso sia una grande discussione. Abbiamo avuto questa discussione l'ultima volta che quando parliamo con un designer e l'azienda di materiali e il materiale di fabbricazione utilizzato per il PCB e l'assemblaggio, è importante una collaborazione perché non sapendo come e dove verrà utilizzato nell'applicazione finale, può effettivamente essere in una situazione molto delicata perché stai progettando per un motivo, ma poi quando viene applicato tutti i fattori a cui si deve prestare attenzione che oh, dove verrà utilizzato?

Quali sono le condizioni ambientali? Per esempio, quando lo si utilizza in qualche parte dell'Asia o in alcune parti dell'Europa, le condizioni ambientali, i livelli di questi gas inclusi lo zolfo sono molto più alti rispetto ad altre parti del mondo. Quindi, comprendere tutte queste questioni e poi anche il bias di temperatura e umidità con l'argento può effettivamente portare a una crescita ancora più rapida di questi dendriti. Quindi, comprendere questi problemi di corrosione ed è per questo che una finitura superficiale a base di oro è ancora prevalente ovviamente come hai menzionato, l'enig è stata prevalente, ma quando si arriva alla RF la gente è tipo, oh, basta fare argento per immersione. Ma devi anche comprendere alcune delle preoccupazioni di affidabilità con l'argento per immersione che comporta.

Zach Peterson: Sì, e tutte le volte che ho usato l'argento, non è mai stato in applicazioni A-U-H-D-I, ma in applicazioni dove ci sono BGA ma certamente non linee e spaziature inferiori al millimetro. Quando si arriva a quel livello, posso davvero vedere i dendriti diventare un problema. Penso che per la maggior parte delle persone che usano l'argento, non operano a quel livello e quindi potrebbero non conoscere nemmeno il problema dei dendriti. La preoccupazione principale che vedo sollevata riguardo l'argento è semplicemente la corrosione dovuta all'annerimento.

Kunal Shah: Sì. Quindi questo è qualcosa al momento dell'assemblaggio. Quindi penso che sia molto, molto critico perché si parla di una durata di conservazione di sei mesi, ma quando sei in un intervallo di quattro o cinque mesi, inizi a vedere l'annerimento dell'argento cellulare e questo effettivamente influisce sul tuo processo di assemblaggio. Quindi questo è una sorta di problema iniziale con l'annerimento. E poi il dendrite è una sorta di problema dopo l'assemblaggio e in fase di applicazione con i dendriti. Quindi, da entrambe le prospettive, la corrosione prima dell'assemblaggio e la corrosione e i dendriti nell'applicazione dopo l'assemblaggio sono qualcosa che si deve tenere a mente per quanto riguarda l'argento a immersione, ed è per questo che preferiamo sempre, noi come fornitori di prodotti chimici, ma ogni volta che dobbiamo raccomandare per queste applicazioni ad alta affidabilità, quando dico applicazioni ad alta affidabilità, soprattutto ora passando a UHDI perché quando i dendriti diventano ancora un problema maggiore, un rivestimento superficiale a base di oro è qualcosa che raccomandiamo perché uno dei motivi è esattamente perché non ci sono dendriti, l'oro rimarrà tale.

Quindi, hai menzionato anche OSP, quindi toccherò anche OSP. È esattamente così. La durata di conservazione di OSP è solo di circa tre mesi come valutato. E la seconda cosa con OSP e argento a immersione, entrambi dall'annerimento dell'argento a immersione, ma anche da un punto di vista di assemblaggio, quanti cicli di riflusso devi affrontare con OSP, è uno strato polimerico sopra il rame. Quindi, quando metti 265 gradi Celsius in un primo o secondo flusso di assemblaggio, gli OSP si evaporano o si decompongono, comunque lo si voglia definire, ma si compromettono, questo è quello che sto dicendo. Quindi il rame sottostante viene esposto ad alta temperatura e può ossidarsi. Quindi, quando vai nel terzo o quarto ciclo di riflusso, la tua superficie è già compromessa e ti aspetti che si bagni e esegua l'operazione di assemblaggio su quelle superfici compromesse.

Sì, la probabilità di fallimenti potrebbe essere alta. Quindi OSP ha il problema di quanti cicli di riflusso si possono eseguire, anche l'argento a immersione si annerisce e forse dopo il secondo o terzo riflusso, potrebbe non darti una prestazione simile con l'argento a immersione come stavi ottenendo al primo riflusso. Quindi questi sono alcuni dei problemi con OSP e argento a immersione, un altro aspetto che si deve anche capire con OSP perché stiamo lavorando con uno dei clienti e il loro requisito è, ehi, i pad devono essere conduttivi. Quindi il rivestimento superficiale non è un'area dove devono essere montati in superficie. Ci sono molte altre applicazioni, molte aree dove il rivestimento superficiale rimane come un conduttore esposto sul circuito stampato per qualsiasi applicazione e motivi. Ma se hai OSP, il pad diventa non conduttivo perché è uno strato polimerico sopra il tuo PCB. Quindi questo è qualcosa che devi anche tenere a mente rispetto a OSP.

Zach Peterson: Sì, capisco. Penso che il numero di passaggi di rifusione sia decisamente qualcosa a cui i progettisti non pensano realmente perché non lo guardano dal punto di vista dell'assemblaggio. Non sanno come pianificarlo. Credo che molti progettisti si limitino a cliccare sul pulsante per lo stagno piombato, o meglio, sul pulsante per l'immersione nello stagno sulla loro scheda di preventivo online oppure clicchino sul pulsante dell'email e dicano semplicemente, sì, procediamo.

Kunal Shah: E non so, forse posso fare questo commento, cliccano su un pulsante, non so dal punto di vista di un progettista o dall'effettuare un ordine presso una fabbrica di PCB, qualunque cosa sia la più economica, giusto? Quindi scegliamo quella che costa meno perché oggigiorno tutto è un'applicazione online dove si compilano tutti i moduli con le opzioni a tendina e si sceglie quella che costa meno. Ma sì, intendo dire che sì, bisogna conoscere i passaggi di rifusione come hai menzionato. In secondo luogo c'è il costo, ma bisogna essere molto giudiziosi riguardo al costo perché ci sono altre finiture superficiali di cui posso parlare come PIC se ne sei a conoscenza, perché molte volte per applicazioni di alta affidabilità viene inserito uno strato di palladio tra nichel e oro. E uno dei motivi è la corrosione storica del pad placcato con enig tra lo strato di nichel e oro a quell'interfaccia.

Per prevenire ciò è stato introdotto lo strato di palladio, ed è per questo che ick è ciò che viene chiamato elettrodi, palladio immersione oro è la forma completa di ciò. Ora il costo sarà ancora estremamente più alto, esponenzialmente più alto è perché lo strato di palladio, a causa del metallo prezioso come il palladio, che costa 1,5 volte il costo dell'oro. Quindi non stai aggiungendo solo il costo dell'oro, ma in aggiunta stai aggiungendo il costo del palladio ma non necessariamente ottieni tutta l'affidabilità con eick. Ci sono problemi con l'integrità del segnale che sono problemi con alcune delle affidabilità a seconda dello spessore dello strato di palladio e così via. Quindi non è che pagando più soldi si ottiene il miglior prodotto e non è che se seleziono il più economico me la caverò. Quindi bisogna capire i pro e i contro di ogni aspetto e spendere saggiamente per ottenere le prestazioni ottimali che si dovrebbero ottenere, specialmente capendo dove verrà applicato, chi è il tuo cliente, e così via.

Zach Peterson: Sì, hai usato un termine che penso sia spesso frainteso, ovvero miglior prodotto, giusto? Migliore viene sempre con un grande asterisco perché quando lo guardi da enig, migliore significa realmente quale affidabilità più alta, mentre se lo guardi dalla prospettiva dell'argento, migliore significa integrità del segnale e non necessariamente affidabilità. Quindi immagino che migliore richieda davvero alcune considerazioni qui. E poi penso anche che man mano che entriamo in UHDI, stiamo spingendo sempre più e più nel range di frequenza più alto. Quindi al di sotto, diciamo, di un gigahertz, probabilmente non noterai la differenza di perdita tra enig e stagno. Ti interessa solo l'affidabilità. Ma una volta entrati nel range di banda dei molti gigahertz, ora sicuramente noti

Kunal Shah: Assolutamente Zach, quindi hai sollevato un punto incredibile perché anche non solo un gig, ma fino a cinque o dieci gigahertz, potresti non vedere un effetto negativo maggiore tra argento emergente o qualsiasi altra finitura superficiale. Da un punto di vista della finitura superficiale, sarebbero tutti uguali in termini di quanta perdita stai ottenendo. Tuttavia, man mano che si passa dai 10 gigahertz ai 25 gigahertz, che è dove si trova la banda alta del 5G. I 77 gigahertz sono la frequenza automobilistica dove queste sono le frequenze tipiche nell'applicazione automobilistica. E poi alcune delle RF sono a cento e più gigahertz. Quindi esattamente quello che hai sollevato, quando entri nei 10 gigahertz più, inizierai effettivamente a vedere gli effetti se metti enig rispetto se metti argento emergente. Ed è allora che devi renderti conto che, per affidabilità, dovrei scegliere enig?

Ma ci sono anche preoccupazioni dal lato dell'affidabilità con enig, che è una storia completamente diversa, ma è comunque più affidabile da una prospettiva di strato d'oro e di corrosione ambientale perché, alla fine della giornata, è uno strato esterno d'oro, giusto? Ma quando metti argento emergente con alta frequenza, allora l'affidabilità è una preoccupazione maggiore da una prospettiva di corrosione ambientale. Quindi queste sono le cose che uno deve capire. Ed esattamente è allora che la nostra soluzione, discuterò in termini di rimozione del nichel, stai mettendo questo trattamento di strato barriera, quindi ti dà la prestazione del nichel in termini di strato barriera per quegli atomi di rame, ma ti dà uno strato esterno d'oro. Quindi ottieni la migliore protezione dalla corrosione ambientale da una prospettiva di affidabilità come hai sollevato. Ma da una prospettiva di integrità del segnale, è molto simile alla prestazione dell'argento emergente perché il tuo segnale passa attraverso l'oro e la maggior parte di esso passa attraverso il rame. Quindi, da quella prospettiva, la tua integrità del segnale è buona quanto può essere paragonabile all'argento. Ma l'affidabilità è sempre buona perché hai uno strato esterno di rame ed è protetto da un trattamento dello strato nudo sottostante.

Zach Peterson: Quindi, come qualcuno che è molto più esperto di me in materia di rivestimenti, sono sicuro che hai esplorato a fondo la letteratura di ricerca e probabilmente hai trovato tutti i tipi di modi in cui le persone hanno cercato di superare questo problema ed eliminare il nichel garantendo comunque che abbiamo una placcatura superficiale altamente affidabile. Hai preso una direzione, che è l'uso della passivazione per creare uno strato barriera. Quali sono alcuni degli altri approcci che forse non hanno funzionato o su cui altri stanno cercando di lavorare per aiutarci a raggiungere questo nuovo livello con UHDI?

Kunal Shah: Sì, assolutamente, Zach. Quindi, le persone hanno effettivamente provato questo. Questa direzione non è completamente nuova, esattamente come hai menzionato. Abbiamo intrapreso questo percorso, ma è stato esplorato in precedenza. Quindi, ci sono due o tre modi, o principalmente due modi, che le persone hanno esplorato: uno è qualcosa chiamato DIG, che sta per immersione diretta nell'oro. Quello che fanno è, ricorda all'inizio della nostra conversazione ho detto che non puoi mettere oro per immersione in uno strato così sottile perché se non hai nichel, il rame si diffonderà fino alla superficie superiore dello strato d'oro, perché è solo di 15 nanometri. Ma l'immersione diretta nell'oro effettivamente ricopre fino a 150, 200 nanometri. Quindi, l'idea è che anche se si diffonde, speriamo che per 200 nanometri non arrivi fino in cima. E poi la nostra applicazione in termini di assemblaggio o la nostra applicazione non è come se prendesse, in termini di un'applicazione, se fai una simulazione o in uno scenario reale che se il rame impiega cinque anni per uscire verso l'oro per 200 nanometri, va bene perché abbiamo bisogno di affidabilità solo per due o tre anni o quattro anni.

Quindi andremo bene. Mettiamo 200 nanometri, 250 nanometri d'oro. Quindi questo è un approccio che le persone hanno preso. Il secondo approccio che le persone hanno preso, ehi, invece di usare NICO come strato di barriera, usiamo il palladio come strato di barriera come E pig, ma non mettiamo nichel, mettiamo elettrodi di palladio direttamente sopra il rame e poi o direttamente o mettono qualche tipo di strato seme d'oro, ma principalmente mettono elettrodi, palladio, e poi mettono oro per immersione. Quindi chiamano questo processo EEG o eag. Ora, tornando al DIG, c'è qualcosa che mi piacerebbe menzionare: con il DIG, invece di 15 nanometri, stai mettendo 200 o 215 nanometri d'oro. Quindi il costo della placcatura diventa quasi automaticamente quattro o cinque volte maggiore. Quindi questo è un grande, grande svantaggio quando fai la produzione di massa per i tuoi prodotti. Ma la seconda cosa è anche quando hai un così alto conteggio d'oro o strato d'oro con un micro BGA, quando stai cercando di fare un'applicazione di saldatura, così tanto oro può causare, non sto dicendo che è il caso per ogni scenario, ma può causare in aree così piccole, così tanto oro spesso si dissolverà nella saldatura può causare fragilità dell'oro.

Quindi la tua saldatura può essere soggetta a un fallimento fragile di qualche tipo perché troppo oro in quell'interfaccia e tutto si dissolve al momento dell'assemblaggio. Quindi c'è una preoccupazione per l'affidabilità con il DIG, ma anche maggiore è la preoccupazione per il costo. Ora parliamo di EEG, elettrodi di palladio immersione oro come ho menzionato, non solo questo effettivamente aggiunge un altro livello al tuo costo perché lo strato di palladio, come ho menzionato, costa 1,5 volte il costo dell'oro. Quindi stai sostituendo il nichel con un metallo prezioso ancora più costoso rispetto all'oro. Quindi rende il tuo assemblaggio ancora più costoso. Questo è uno. E secondo, anche il palladio ha una preoccupazione per l'integrità del segnale. Quindi, se stai rimuovendo il nichel, si comporta sicuramente meglio del nichel il palladio, ma non è l'ideale come l'oro o il rame o l'argento. Quindi hai ancora preoccupazioni per l'integrità del segnale, specialmente se stai andando in frequenze più alte nei 20, 30, 50, 70 gigahertz.

Quindi in quegli scenari, non è la sostituzione ideale per l'integrità del segnale perché le prestazioni non sono buone come ho menzionato, come l'oro, il rame o l'argento, eppure il costo è esorbitante perché stai sostituendo il nichel con un metallo prezioso ancora più costoso dell'oro. Quindi sì, queste sono alcune delle alternative disponibili. E di nuovo, tornando all'alternativa in termini di assenza di nichel, o si sceglie di evitare completamente l'oro, che è A OSP e argento emergente, ma abbiamo parlato di alcuni dei loro svantaggi da quella prospettiva sul lato dell'affidabilità. Quindi sì,

Zach Peterson: Quindi, essendo tu il presidente di Lilo Tree, devo chiedere quanto di una risposta positiva hai visto alla tua soluzione rispetto ad alcune di queste altre soluzioni che hai menzionato? Capisco che DIG è super proibitivo a meno che non si sia a basso volume, epic, probabilmente anche non così proibitivo ma comunque costoso. Quindi sembra che forse uno dei vantaggi di Lilo Tree sia dal punto di vista dei costi.

Kunal Shah: Sì, quindi in realtà un paio di vantaggi che porterò sono tutti i benefici della facilità di placcatura e per USDI con l'integrità del segnale di cui abbiamo parlato, ma il costo è la soluzione senza nichel di OT threes è effettivamente più economica del 20-25% rispetto a enig. Quindi questo ci rende effettivamente una proposta molto, molto attraente dal punto di vista dei costi perché è più economica del 20-25% rispetto a enig. E il secondo vantaggio è che la tipica placcatura in oro avviene con la molecola o chimica a base di cianuro, comunque la si chiami. Quindi è una soluzione a base di cianuro. La nostra soluzione di placcatura in oro è completamente priva di cianuro. È più stabile ed è effettivamente più economica da operare rispetto a un oro a base di cianuro. Da una prospettiva senza nichel, penso che siamo, lo chiamiamo come il prescelto dove chiunque voglia fare senza nichel, utilizza sempre o sceglie il processo di Lilo tre rispetto a qualsiasi altra opzione senza nichel là fuori.

Tuttavia, stiamo anche, intendo dire ampliando l'ambito, ci sono alcune delle fabbriche con cui stiamo parlando e siamo effettivamente in discussione dove stanno considerando di sostituire enig anche con schede standard non necessariamente UHDI, non necessariamente per applicazioni ad alta frequenza, anche una scheda standard con un'applicazione a bassa frequenza e non necessariamente UHDI stanno pensando, ehi, perché stiamo usando nichel o enig standard, che è ancora più costoso in primo luogo e ha preoccupazioni di affidabilità all'interfaccia di nichel e oro come ho menzionato, il black pad. E poi anche la terza cosa, diventando un po' tecnici, è che la tua giunzione di saldatura è un intermetallico stagno-nichel rispetto all'opzione senza nichel in realtà ottieni rame stagno, che è molto più forte e se l'opzione più economica senza nichel offre una migliore affidabilità e se è sostenibile, che è priva di cianuro, perché dovremmo anche usare l'Enoch tradizionale in primo luogo? Quindi è qui che siamo arrivati finora. Sicuramente, tornando alla tua domanda per rispondere per l'integrità del segnale e l'applicazione USD, sicuramente la soluzione senza nichel di Lilo tre, sorta di opzione di selezione premier, ma stiamo anche venendo considerati come una soluzione di sostituzione enig tradizionale anche per le nostre schede tradizionali a bassa frequenza non UHDI.

Zach Peterson: Beh, questo è stato tutto estremamente informativo. Siamo quasi a corto di tempo, ma voglio ringraziarti molto perché mi sento sempre come se imparassi qualcosa di nuovo ogni volta che chiacchieriamo. Quindi grazie mille per essere venuto al podcast.

Kunal Shah: Grazie, Zach, è stato davvero bello parlare con te, sicuramente, come

Zach Peterson: Sempre, e a tutti quelli che stanno ascoltando là fuori, assicuratevi di andare al Peoria Sports Complex a Peoria, Arizona. Se vi trovate a Peoria, Arizona il 26 marzo 2024 per il simposio sull'interconnessione ad altissima densità, sponsorizzato o organizzato da SMTA, avrete l'opportunità di vedere Kunal Shaw al simposio che parlerà di tutto ciò di cui abbiamo parlato qui oggi. A tutti quelli che stanno ascoltando o guardando su YouTube, assicuratevi di premere il pulsante di iscrizione e il pulsante Mi piace. Sarà possibile rimanere aggiornati con tutti i nostri episodi del podcast e i tutorial non appena vengono pubblicati. E ultimo ma non meno importante, non smettete di imparare, rimanete sulla giusta via e ci vediamo la prossima volta. Grazie a tutti.