O Que São Ultra HDI e Substratos de Pacotes?

A indústria de placas de circuito impresso está toda agitada com a Lei CHIPS, como deveria estar. Há também muitos que defendem que a Lei CHIPS inclua a tecnologia de substrato de embalagem e a tecnologia de interconexão de ultra-alta densidade. Não poderia concordar mais! Precisamos olhar para toda a cadeia de suprimentos para que este esforço seja bem-sucedido. Houve muita atividade em torno da tecnologia ultra-HDI: os fabricantes agora estão fornecendo facilmente largura de traço e espaço bem abaixo dos nossos mínimos tradicionais de 3 mil linhas e espaços, e os designers de placas de circuito impresso estão navegando na curva de aprendizado de como aproveitar melhor essa capacidade de ultra-alta densidade. A tecnologia PCB que tradicionalmente não estava disponível agora está disponível na América do Norte, pelo menos em volumes baixos a médios.

Outra classificação de produto que deve ser considerada é o mercado de substrato de embalagem. Tradicionalmente, isso só foi produzido fora dos Estados Unidos e agora temos a sorte de que há alguns líderes tecnológicos no espaço das placas de circuito impresso nos EUA que estão investindo em equipamentos e melhorias de processo para permitir que eles forneçam a este mercado e ofereçam uma solução totalmente doméstica para esta cadeia de suprimentos.

Um dos líderes nesta tecnologia é Averatek. A Averatek é uma empresa de desenvolvimento tecnológico que desenvolve e licencia tecnologia para a indústria eletrônica. Seu produto A-SAP™ possibilita tanto o ultra HDI quanto as características ultrafinas no mercado de substrato de pacote. Seu processo ELCAT™ possibilita uma solução de embalagem de próxima geração que inclui não apenas circuitos, mas também die embutido. Tive a oportunidade de me sentar com Mike Vinson, COO da Averatek, para discutir o Ultra HDI e o mercado de substrato de pacote.

Tara: Olá Mike, você pode nos ajudar a entender a diferença entre essas duas áreas tecnológicas?

Mike: Substratos de pacote, como HDI PCBs, usam uma variedade de materiais e técnicas para este mercado muito amplo. Estamos principalmente interessados em substratos orgânicos, que muitas vezes são uma versão miniatura dos HDI PCBs. Os materiais são frequentemente escolhidos para refletir os requisitos característicos das peças anexadas à placa, então, muitas vezes vemos materiais diferentes para HDI e substratos orgânicos, mas muitas vezes os requisitos são suficientemente semelhantes para permitir materiais e técnicas similares. Há até mesmo uma categoria de PCBs semelhantes a substratos.

Tara: Como as empresas, incluindo o DoD e os principais contratados do DoD com restrições ITAR, estão resolvendo essa questão da cadeia de suprimentos hoje?

Mike: Atualmente, elas são frequentemente forçadas a buscar no exterior oficinas comerciais com capacidades de HDI e substrato. A cadeia de suprimentos doméstica foi dizimada ano após ano, inicialmente pelos baixos custos de mão de obra no exterior e agora por uma concentração de indústrias que proporcionam uma solução completamente integrada verticalmente.

Tara: Quando essa tecnologia estiver prontamente disponível nos EUA, quais outras indústrias você acha que liderarão o caminho para a fonte nos EUA e quais você acredita que continuarão a buscar em outras áreas?

Mike: Inicialmente, veremos apenas os mercados que podem perceber um valor maior da fabricação local, como defesa e médico, mas uma vez que a infraestrutura esteja estabelecida, os mercados automotivo e industrial logo seguirão. Requisitos em evolução na infraestrutura de informação e comunicação eventualmente levarão a restrições que exigem fabricação local e confiável. Quando a montagem final de produtos comerciais retornar ao mercado doméstico, os PCBs estarão prontos.

Tara: Como as tecnologias A-SAP™ e ELCAT™ da Averatek beneficiam a tecnologia de substrato de pacote nos Estados Unidos e para aqueles que já produzem essa tecnologia fora dos EUA?

Mike: A-SAP™ é uma tecnologia que permitirá uma conversão direta de mercados convencionais para HDI/substrato, superando a maioria dos requisitos tanto nacionais quanto internacionais. ELCAT™ oferecerá uma abordagem de baixo custo para embalagem que anteriormente só existia em ambientes de fundição caros.

Tara: Que conselho você tem para aqueles que são novos nesta tecnologia, do ponto de vista do design de PCB?

Mike: A-SAP™ adicionará flexibilidade de design e simplificação devido à redução do número de camadas e à liberdade de roteamento que a maior densidade proporciona. Relações de aspecto mais altas com paredes laterais verticais tanto de espaço quanto de traço criarão pares diferenciais mais estreitamente acoplados e traços mais estreitos permitirão dielétricos mais finos em linhas de impedância controlada.

Tara: Que conselho você tem para aqueles novos nesta tecnologia e considerando investir nisso do ponto de vista da fabricação?

Mike: Os requisitos de PCB estão mudando. Procure por tecnologias que o levarão para frente, tanto agora quanto no futuro. Identifique os mercados que oferecerão boas margens para desempenho e qualidade excepcionais. Não se conforme com o que está sendo feito atualmente no mainstream, avance.

Tara: Obrigada, Mike. Como podemos entrar em contato com você para discutir mais?

Mike: Você pode visitar nosso site em www.averatek.com ou entrar em contato diretamente comigo em mike@averatek.com

Recursos adicionais:

Passamos pelos conceitos básicos do processamento SAP para examinar algumas das principais questões relacionadas à montagem da placa 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. Também olhamos para o espaço de design em torno da possibilidade de utilizar essas larguras de trilhas de circuito de ultra-alta densidade nas regiões de escape BGA e trilhas mais largas no campo de roteamento. O benefício é uma redução nas camadas do circuito e a preocupação é manter a impedância de 50 ohms. Eric Bogatin recentemente publicou um white paper analisando justamente esse benefício e preocupação.