A Tecnologia Ultra-HDI Não é Nova

Passamos muito tempo falando sobre esses processos "novos". No entanto, esses processos não são novos de todo; eles têm sido usados na indústria eletrônica há muito tempo. O que é novo é que essa tecnologia transitou do mercado de semicondutores e PCBs de super alto volume (ou seja, smartphones) para fabricantes de placas de circuito impresso convencionais que agora podem oferecer essa tecnologia para aplicações de baixo a médio volume. Já estava na hora, não é?

A indústria de placas de circuito impresso tradicionalmente focava no processo de "gravação subtrativa", e como todos sabemos, esse processo é tipicamente limitado a cerca de 75 (3 mil) microns de traço e espaço, e todos nós nos tornamos bastante adeptos em fazer o design de PCB dentro dessas restrições: HDI, vias cegas e enterradas, microvias (empilhadas ou escalonadas), design de via no pad com sobreplaca, a lista poderia continuar. Os fabricantes de placas de circuito impresso tornaram-se habilidosos na fabricação dessas tecnologias e também em entender os desafios de confiabilidade e produção associados à tecnologia de interconexão de alta densidade.

Gostaria de dizer que isso é "confortável", mas temo que meus amigos da fabricação de PCBs me corrijam nessa afirmação. Embora a HDI seja uma tecnologia conhecida, certamente não é uma tecnologia simples de se projetar ou fabricar.

Iniciar algo "novo" é "desconfortável". Pode ser uma nova combinação de materiais, começar seu primeiro circuito flexível, seu primeiro design de flexível rígido, ou algo muito mais simples como adotar um novo hobby.

E se removermos o rótulo "novo" da tecnologia A-SAP™ (Processo Semi-Aditivo da Averatek – traço/espaço de 10 microns ou mais) ou mSAP (Processo Semi-Aditivo Modificado – traço/espaço de 30 microns ou mais)? Acho que podemos. Vamos olhar onde a indústria de PCBs está hoje:

1. Essas tecnologias têm sido oferecidas por fabricantes de placas de circuito impresso há alguns anos, proporcionando experiência tanto nos processos de galvanização quanto de imagem. A experiência é uma excelente professora. Para encurtar a curva de aprendizado, trabalhe de perto com seu fabricante ao iniciar um novo design com traços de 70 microns ou abaixo.   

2. Os benefícios de usar traço e espaço ultra-HDI são fáceis de entender:

• A dimensão geral da placa de circuito impresso (PCB) pode ser reduzida
• As camadas de roteamento podem ser reduzidas
• Os requisitos de múltiplas laminações podem ser reduzidos ou até eliminados
• A integridade do sinal beneficia-se de um processo mais preciso para criar trilhas
• Biocompatibilidade (não estamos mais limitados a condutores de cobre)

3. Existem dados de confiabilidade disponíveis para resistências de descascamento, testes D-Coupon, testes IST, testes SIR, etc.

4. A IPC formou um Comitê de Ultra-HDI em 2020 que está trabalhando diligentemente em um adendo para abordar áreas que podem requerer especificações diferentes.

5. Processos semiaditivos de PCB foram comprovados com uma ampla variedade de materiais, tanto rígidos quanto flexíveis.

Grandes contratados do DoD e grandes OEMs comerciais estão utilizando essa tecnologia em seus designs de circuitos impressos e estão realizando seus próprios testes de confiabilidade.

Que informações você precisa para projetar com trilhas e espaços de ultra-alta densidade com confiança?

Se você ainda está lendo este post do blog, assumo que está interessado nos benefícios de poder projetar sua placa de circuito impresso com esses recursos refinados. Para ajudá-lo a alcançar seus objetivos, gostaria de pedir feedback da comunidade de design de PCB:

• Que tipo de informação seria mais útil para encurtar a curva de aprendizado com novos parâmetros de design de PCB?
• Existem alterações dentro da sua ferramenta de design Altium que facilitariam essa transição?
• Você precisa de informações adicionais sobre os benefícios da integridade do sinal? Lembre-se, esses benefícios são do processo semi-aditivo, não da largura do traço. Pode haver benefícios em explorar até mesmo um tamanho de recurso mais significativo.
• Você precisa de dados de confiabilidade? Informações de especificação da IPC?
• Você precisa de um tutorial ou exemplos de design de referência para começar?
• Seria útil uma lista de verificação ou diretrizes de design? Quais seriam os elementos chave a incluir?

Trabalho com uma equipe de projetistas de PCBs conhecedores, utilizando essa tecnologia hoje, assim como um forte grupo de fabricantes de placas de circuito impresso construindo essa tecnologia. Juntos, estamos comprometidos em fornecer à comunidade de design de PCBs ferramentas e recursos para explorar os benefícios do traço e espaço de ultra-alta densidade. Por favor, comente aqui ou entre em contato diretamente. Deixe-nos saber como podemos ajudar!

Como um pouco de contexto para aqueles curiosos, mas não familiarizados com o processo semi-aditivo de PCB, em nossos blogs anteriores, delineamos os fundamentos do processamento SAP, examinamos algumas das principais questões relacionadas à pilha de placas de circuito impresso, exploramos algumas das “regras de design” ou “diretrizes de design” que não mudam ao projetar com esses tamanhos de recursos de ultra-alta densidade, e exploramos o espaço de design em torno da possibilidade de utilizar essas larguras de traço de circuito de ultra-alta densidade nas regiões de escape BGA e traços mais largos no campo de roteamento. O benefício é uma redução nas camadas do circuito, e a preocupação é manter uma impedância de 50 ohms. Eric Bogatin recentemente publicou um white paper analisando justamente esse benefício e preocupação.