A-SAP™ – Co musisz wiedzieć?

Ciągła miniaturyzacja zarówno opakowań, jak i rozmiaru komponentów w elektronice nowej generacji staje się coraz trudniejsza do ominięcia i stanowi znaczące wyzwanie zarówno dla projektantów PCB, jak i producentów PCB.  

Aby skutecznie poradzić sobie z ograniczeniami tradycyjnych procesów fabrykacji PCB opartych na subtrakcyjnym trawieniu, projekty PCB wymagają zaawansowanych możliwości fabrykacji PCB, jednocześnie przesuwając granice drobniejszych rozmiarów elementów, wyższych liczby warstw, wielu poziomów układanych mikroprzewiązań i zwiększonej liczby cykli laminowania. Gdy projektant płytek drukowanych jest zmuszony do projektowania z takim poziomem złożoności, zmniejsza to również bazę dostawców fabrykantów, którzy są w stanie sprostać tym potrzebom, co dodatkowo komplikuje wyzwanie.

Procesy półdodatkowe (SAP) mogą być wdrażane i integrowane z istniejącymi procesami fabrykacji PCB, i oferują alternatywę, która skutecznie resetuje krzywą SWaP-C, jednocześnie zwiększając niezawodność.

Możliwość projektowania i wytwarzania ścieżki i odstępu 15 mikronów powtarzalnie i niezawodnie otwiera możliwości wcześniej niedostępne dla projektantów PCB i producentów PCB. Zaledwie zarysowując temat, procesy elektroniczne SAP mogą:

• zmniejszyć liczbę warstw potrzebnych do trasowania BGA o wysokiej gęstości
• zwiększyć rozmiar otworów
• zmniejszyć liczbę warstw mikroprzejść wymaganych
• drastycznie zmniejszyć rozmiar, wagę i opakowanie lub odwrotnie zwiększyć zawartość elektroniczną w istniejącym obszarze 

Te korzyści i wiele innych są badane i realizowane, gdy producenci PCB wdrażają SAP do swoich zakładów produkcyjnych PCB.  

W poprzednich wpisach na blogu omówiliśmy podstawy przetwarzania SAP, ostatnio przyjrzeliśmy się niektórym z najważniejszych pytań związanych ze stosowaniem płytek drukowanych; oraz zbadaliśmy niektóre z „zasad projektowania” lub „wytycznych projektowych”, które nie zmieniają się podczas projektowania z tymi ultra-wysokimi gęstościami cech.

W tym poście na blogu zbadajmy przestrzeń projektową wokół możliwości wykorzystania tych ultra-wysokich gęstości szerokości ścieżek obwodów w regionach ucieczki BGA oraz szerszych ścieżek w polu trasowania. Korzyścią jest redukcja warstw obwodów, a obawą jest utrzymanie impedancji 50 omów. Eric Bogatin niedawno opublikował białą księgę analizującą właśnie tę korzyść i obawę. 

Nie ma wątpliwości, że węższe ścieżki będą miały wyższą impedancję niż szersze ścieżki o impedancji 50 omów. Pytanie brzmi, czy różnica w impedancji nie jest zbyt duża lub czy węższe, o wyższej impedancji linie nie są zbyt długie, to może być akceptowalne rozwiązanie. Artykuł Erica zagłębia się w pytania, co to znaczy zbyt duża różnica w impedancji i co to znaczy zbyt długo.  Pozwolę Ci zgłębić szczegóły, ale podsumowując wniosek, wpływ na jakość sygnału z węższego regionu w inaczej jednolitej ścieżce połączeniowej o impedancji 50 omów będzie pochodził od odbić. Wpływ od jego odbić może być na akceptowalnym poziomie, jeśli jest wystarczająco krótki. W regionie wyjścia BGA możliwe jest użycie ścieżki tak wąskiej jak połowa szerokości ścieżki w regionie trasowania i nadal osiągnąć akceptowalną stratę zwrotu do wysokiej przepustowości. Ten warunek może zmniejszyć całkowitą liczbę warstw w projekcie płyty i jest użytecznym punktem wyjścia do rozważenia, kiedy węższe ścieżki mogą być użyte do zmniejszenia ogólnej liczby warstw.

Jakie są kolejne kroki? Budowa kuponów testowych i pomiary są w toku, aby to udowodnić.  

Eric i zespół pracują również nad eksploracją przestrzeni projektowej dla linii transmisyjnych par różnicowych o cienkich ścieżkach. Bądźcie czujni, zamieścimy link do tego, gdy tylko zostanie opublikowane.

Pytania dotyczące tej nowej możliwości dla producentów, aby tworzyć ścieżki i odstępy na PCB znacznie mniejsze niż dotychczas dostępne, wywołują wiele pytań. Chciałbym prosić każdego, kto czyta tego bloga, aby zadawał swoje pytania lub kontaktował się ze mną bezpośrednio z pytaniami. Jak w przypadku każdej nowej technologii, istnieje krzywa uczenia się, i pracujemy z zespołem osób, aby zidentyfikować najbardziej palące pytania i skrócić krzywą uczenia się dla projektantów PCB.

Aby rozpocząć proces myślenia:

• Co się dzieje, gdy stosunek wysokości do szerokości ścieżki jest zwiększony, co oznacza, że ścieżki są grubsze niż są szerokie, jaki jest wpływ?
• Czy ten wyższy stosunek aspektu da nam prawdziwe pary różnicowe?
• Jak włączyć warstwy trawienia subtraktywnego z warstwami półdodatkowymi?  
• Czy wszystkie warstwy powinny być cieńsze?
• Czy teraz można używać grubszych warstw?
• Jak odpowiedzi na powyższe pytania wpływają na deformację po SMT?
• Co się dzieje, jeśli zignorujesz "impedancję 50 omów" i użyjesz czegoś innego?
• Jakie będą skutki dla wąskich ścieżek, jeśli równocześnie zmniejszasz ich długość?
• Czy istnieją jakieś powłoki powierzchniowe, których nie można używać z tym procesem?
• Jak projektować pokrycie maską lutowniczą?
• Jakie rodzaje materiałów są kompatybilne z tym procesem SAP?
• Czy przy przechodzeniu na ścieżki o wyższym stosunku aspektu wymagane są specyficzne materiały?

Potrzebujemy Twojej pomocy, aby rozwijać tę technologię i jej korzyści. Na tym etapie jest z pewnością tyle samo pytań, co odpowiedzi, i jestem zaangażowany w odpowiadanie na wszystkie z nich. Tworzę zespół zainteresowanych i entuzjastycznych projektantów płytek drukowanych, aby pomóc odpowiedzieć na te pytania. Jeśli jesteś zainteresowany byciem częścią tego zespołu lub masz pytania do dodania, skomentuj tutaj lub skontaktuj się ze mną bezpośrednio!