Co to są ultrawysokiej rozdzielczości interkonekty (Ultra HDI) i substraty opakowań?

Branża płytek drukowanych żyje Ustawą CHIPS, i słusznie. Wiele osób opowiada się również za włączeniem do Ustawy CHIPS technologii substratów pakietowych oraz technologii połączeń o ultra-wysokiej gęstości. Całkowicie się z tym zgadzam! Musimy przyjrzeć się całemu łańcuchowi dostaw, aby to przedsięwzięcie było udane. Wokół technologii ultra-HDI jest dużo ruchu: producenci teraz łatwo oferują szerokość i odstępy ścieżek znacznie poniżej naszych tradycyjnych minimalnych 3 mil, a projektanci płytek drukowanych uczą się, jak najlepiej wykorzystać tę możliwość ultra-wysokiej gęstości. Technologia PCB, która tradycyjnie nie była dostępna, jest teraz dostępna w Ameryce Północnej, przynajmniej w niskich do średnich wolumenach.

Kolejną klasyfikacją produktów, którą należy wziąć pod uwagę, jest rynek substratów pakietowych. Tradycyjnie były one produkowane tylko poza Stanami Zjednoczonymi, a teraz mamy szczęście, że kilku liderów technologii w amerykańskiej przestrzeni płytek drukowanych inwestuje w sprzęt i ulepszenia procesów, aby móc dostarczać na ten rynek i zapewnić w pełni krajowe rozwiązanie dla tego łańcucha dostaw.

Jednym z liderów tej technologii jest Averatek. Averatek to firma rozwijająca technologię, która opracowuje i licencjonuje technologię dla przemysłu elektronicznego. Ich produkt A-SAP™ umożliwia uzyskanie zarówno ultra HDI, jak i ultra-drobnych cech w rynku substratów pakietów. Ich proces ELCAT™ umożliwia nową generację rozwiązania pakietowego, obejmującego nie tylko obwody, ale także zintegrowane układy scalone. Miałem okazję usiąść z Mike'em Vinsonem, COO Averatek, aby omówić Ultra HDI i rynek substratów pakietów.

Tara: Cześć Mike, czy możesz nam pomóc zrozumieć różnicę między tymi dwoma obszarami technologii?

Mike: Substraty pakietów, takie jak HDI PCBs, używają różnorodnych materiałów i technik dla tego bardzo szerokiego rynku. Jesteśmy przede wszystkim zainteresowani substratami organicznymi, które często są miniaturową wersją HDI PCBs. Materiały są często wybierane tak, aby odzwierciedlały charakterystyczne wymagania części dołączonych do płytki, więc często widzimy różne materiały dla HDI i substratów organicznych, ale wiele razy wymagania są na tyle podobne, że pozwalają na użycie podobnych materiałów i technik. Istnieje nawet kategoria substratów podobnych do PCB.

Tara: Jak firmy, w tym DoD i główni wykonawcy DoD z ograniczeniami ITAR, radzą sobie dzisiaj z tym problemem w łańcuchu dostaw?

Mike: Dzisiaj często są zmuszeni szukać za granicą komercyjnych zakładów z możliwościami HDI i substratów. Krajowy łańcuch dostaw był systematycznie niszczony rok po roku, początkowo z powodu niskich kosztów pracy za granicą, a teraz przez koncentrację branż, które tworzą całkowicie zintegrowane pionowo rozwiązanie.

Tara: Gdy ta technologia będzie łatwo dostępna w USA, które inne branże, Twoim zdaniem, będą przodować w pozyskiwaniu zasobów w USA, a które nadal będą pozyskiwać z innych obszarów?

Mike: Początkowo zobaczymy tylko rynki, które mogą zrealizować wyższą wartość z lokalnej produkcji, takie jak obrona i medycyna, ale gdy infrastruktura zostanie ustanowiona, rynki motoryzacyjne i przemysłowe szybko pójdą w ich ślady. Ewoluujące wymagania w infrastrukturze informacji i komunikacji ostatecznie doprowadzą do ograniczeń wymagających lokalnej i zaufanej produkcji. Gdy końcowy montaż produktów komercyjnych powróci na rynek krajowy, PCB będą gotowe.

Tara: Jak technologie A-SAP™ i ELCAT™ firmy Averatek przynoszą korzyści technologii substratu pakietowego w Stanach Zjednoczonych oraz tym, którzy już produkują tę technologię poza USA?

Mike: A-SAP™ to technologia, która umożliwi proste przejście z konwencjonalnych rynków na rynki HDI/podłoży, przekraczając większość wymagań zarówno krajowych, jak i zagranicznych. ELCAT™ zapewni niskokosztowe podejście do pakowania, które dotychczas istniało tylko w drogich środowiskach odlewniczych.

Tara: Jakie porady masz dla osób, które są nowe w tej technologii z perspektywy projektowania PCB?

Mike: A-SAP™ doda elastyczności projektowej i uproszczenia dzięki zmniejszeniu liczby warstw oraz wolności trasowania, jaką zapewnia większa gęstość. Wyższe stosunki aspektu z pionowymi ściankami zarówno przestrzeni, jak i śladu stworzą bardziej ściśle sparowane pary różnicowe, a węższe ślady pozwolą na cieńsze dielektryki na liniach o kontrolowanej impedancji.

Tara: Jakie porady masz dla osób, które są nowe w tej technologii i rozważają inwestycję w nią z perspektywy fabrykacji?

Mike: Wymagania dotyczące PCB się zmieniają. Szukaj technologii, która pozwoli Ci iść do przodu, zarówno teraz, jak i w przyszłości. Identyfikuj rynki, które zapewnią dobre marże za wyjątkową wydajność i jakość. Nie zadowalaj się tym, co jest obecnie robione w głównym nurcie, wyprzedź.

Tara: Dziękuję, Mike. Jak możemy się z Tobą skontaktować, aby omówić to dalej?

Mike: Możesz odwiedzić naszą stronę internetową pod adresem www.averatek.com lub skontaktować się ze mną bezpośrednio pod adresem mike@averatek.com

Dodatkowe zasoby:

Przeanalizowaliśmy podstawy przetwarzania SAP, aby przyjrzeć 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 wykorzystaniem tych ultrawysokich rozmiarów cech. Przyjrzeliśmy się również przestrzeni projektowej wokół możliwości wykorzystania tych ultrawysokich 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.