Technologia Ultra-HDI nie jest nowością

Spędzamy dużo czasu na rozmowach o tych "nowych" procesach. Jednakże te procesy wcale nie są nowe; są używane w przemyśle elektronicznym od dawna. Nowością jest to, że ta technologia przeszła z rynku półprzewodników i super wysokonakładowych płyt PCB (np. smartfony) do głównego nurtu producentów drukowanych obwodów drukowanych, którzy teraz mogą oferować tę technologię dla aplikacji o niskim do średnim wolumenie. Najwyższy czas, prawda?

Branża płyt drukowanych obwodów tradycyjnie skupiała się na procesie "subtrakcyjnego trawienia", i jak wszyscy wiemy, ten proces jest zazwyczaj ograniczony do około 75 (3 mil) mikronów śladu i odstępu, i wszyscy staliśmy się dość zręczni w projektowaniu PCB w ramach tych ograniczeń: HDI, ślepe i zakopane przelotki, mikro przelotki (układane lub przesunięte), przelotka w padzie z metalizacją, lista może być długa. Producenci płyt drukowanych obwodów stali się biegli w produkcji tych technologii oraz w rozumieniu wyzwań związanych z niezawodnością i produkowalnością technologii high-density-interconnect.

Chciałbym powiedzieć, że to jest "komfortowe", ale obawiam się, że moi przyjaciele zajmujący się produkcją PCB mogliby mieć za złe takie stwierdzenie. Chociaż HDI jest znaną technologią, z pewnością nie jest to prosta technologia do zaprojektowania czy wyprodukowania.

Rozpoczęcie czegoś "nowego" jest "niewygodne". Może to być nowa kombinacja materiałów, rozpoczęcie pracy nad pierwszym obwodem elastycznym, pierwszym projektem sztywno-elastycznym, lub coś znacznie prostszego, jak podjęcie nowego hobby.

A co jeśli usuniemy etykietę "nowe" z technologii A-SAP™ (Pół-Dodatkowy Proces Averatek – ślady/przerwy 10 mikronów i więcej) lub mSAP (Zmodyfikowany Pół-Dodatkowy Proces – ślady/przerwy 30 mikronów i więcej)? Myślę, że możemy. Spójrzmy, gdzie dzisiaj jest przemysł PCB:

1. Te technologie są oferowane przez producentów płytek drukowanych od kilku lat, dostarczając doświadczenia zarówno w procesach galwanizacji, jak i obrazowania. Doświadczenie jest wspaniałym nauczycielem. Aby skrócić krzywą uczenia się, ściśle współpracuj z producentem, rozpoczynając nowy projekt ze śladami 70 mikronów lub mniejszymi.

2. Korzyści z użycia ultracienkich śladów i przerw HDI są łatwe do zrozumienia:

• Ogólny rozmiar PCB może zostać zmniejszony
• Liczba warstw do trasowania może zostać zredukowana
• Wymagania dotyczące wielokrotnego laminowania mogą zostać zmniejszone lub nawet wyeliminowane
• Integralność sygnału korzysta z bardziej precyzyjnego procesu tworzenia ścieżek
• Biokompatybilność (nie jesteśmy już ograniczeni do przewodników miedzianych)

3. Dostępne są dane niezawodnościowe dotyczące siły odrywania, testów D-Coupon, testów IST, testów SIR itp.

4. IPC utworzyło Komitet Ultra-HDI w 2020 roku, który z zapałem pracuje nad dodatkiem mającym na celu adresowanie obszarów, które mogą wymagać innych specyfikacji.

5. Procesy póładdycyjne PCB zostały sprawdzone z szeroką gamą materiałów, zarówno sztywnych, jak i elastycznych materiałów obwodów drukowanych.

Duże firmy DoD oraz duże komercyjne OEMy korzystają z tej technologii w swoich projektach obwodów drukowanych i przeprowadzają własne testy niezawodności.

Jakie informacje są potrzebne, aby z pewnością projektować z ultra-wysoką gęstością ścieżek i odstępów?

Jeśli nadal czytasz ten wpis na blogu, zakładam, że interesują Cię korzyści płynące z możliwości projektowania płytki drukowanej z takimi zaawansowanymi funkcjami. Aby pomóc Ci osiągnąć Twoje cele, chciałbym poprosić o opinie społeczności projektantów PCB:

• Jakiego rodzaju informacje byłyby najbardziej pomocne, aby skrócić krzywą uczenia się nowych parametrów projektowania PCB?
• Czy są jakieś zmiany w narzędziu projektowym Altium, które ułatwiłyby tę przejściową fazę?
• Czy potrzebujesz dodatkowych informacji na temat korzyści związanych z integralnością sygnału? Pamiętaj, że korzyści te wynikają z procesu póładdycyjnego, a nie szerokości ścieżki. Może być korzystne zbadanie nawet większego rozmiaru funkcji.
• Czy potrzebujesz danych dotyczących niezawodności? Informacji o specyfikacji IPC?
• Czy potrzebujesz samouczka lub przykładów projektów referencyjnych, które pomogą Ci zacząć?
• Czy pomocna byłaby lista kontrolna lub wytyczne projektowe? Jakie elementy kluczowe powinny zostać włączone?

Pracuję z zespołem doświadczonych projektantów PCB, którzy już dzisiaj wykorzystują tę technologię, a także z silną grupą producentów płytek drukowanych, budujących tę technologię. Razem jesteśmy zaangażowani w dostarczanie społeczności projektantów PCB narzędzi i zasobów do eksploracji korzyści płynących z ultrawysokiej gęstości ścieżek i odstępów. Proszę komentować tutaj lub kontaktować się bezpośrednio. Dajcie nam znać, jak możemy pomóc!

Jako małe tło dla tych, którzy są ciekawi, ale nie znają procesu póładdycyjnego PCB, w naszych poprzednich blogach przedstawiliśmy podstawy przetwarzania SAP, przyjrzeliśmy się niektórym z najważniejszych pytań związanych ze stosowaniem płytek drukowanych, zbadaliśmy niektóre z „zasad projektowania” lub „wytycznych projektowych”, które nie zmieniają się podczas projektowania z tymi ultrawysokimi rozmiarami cech, i zbadaliśmy przestrzeń projektową wokół możliwości wykorzystania tych ultrawysokich szerokości ścieżek obwodów w regionach ucieczki BGA oraz szerszych ścieżek w polu trasowania. Korzyścią jest redukcja warstw obwodu, a obawą jest utrzymanie impedancji 50 omów. Eric Bogatin niedawno opublikował białą księgę analizującą właśnie tę korzyść i obawę.