Инновации UHDI и ПКБ следующего поколения с Куналом Шахом, доктором наук.

В этом познавательном эпизоде подкаста OnTrack ведущий Зак Петерсон беседует с Куналом Шахом, доктором философии, президентом компании liloTree. Они подробно обсуждают развивающуюся область сверхвысокоплотных интерконнектов (UHDI) и их влияние на будущее электроники.

Кунал делится своими мыслями о последних инновациях в области UHDI, включая их проблемы и решения в производстве электроники, особенно в приложениях с высокой надежностью, таких как оборонная и медицинская электроника.

С акцентом на предстоящей панельной дискуссии SMTA, этот эпизод является обязательным к просмотру для всех, кто интересуется передовыми технологиями, формирующими наш мир. Не пропустите это подробное погружение в UHDI!

Слушать эпизод

Смотреть эпизод

Основные моменты

• Обзор различных разработок в UHDI
• Обсуждение "традиционных" материалов для покрытия
• Никель против меди
• Компенсация перепокрытия?
• Может ли серебро быть альтернативой UHDI?

Дополнительные ресурсы

• Узнать больше о liloTree
• Ознакомьтесь с этой статьей о возможностях ПКБ Ultra HDI
• Эксклюзивный 15 дней бесплатного доступа к Altium Designer

Транскрипт

Зак Петерсон: Я думаю, что для большинства людей, использующих серебро, они не работают на таком уровне, и поэтому они даже могут не знать о проблеме с дендритами. Основная проблема, которую я вижу, связанная с серебром, это просто коррозия из-за тусклости.

Кунал Шах: Да. Так что это касается момента сборки. Поэтому я думаю, это очень, очень критично, потому что это считается сроком хранения шесть месяцев, но когда вы находитесь в диапазоне четырех или пяти месяцев, вы начинаете видеть тусклость серебра, и это действительно влияет на ваш процесс сборки. Так что это своего рода проблема на ранней стадии с тусклостью, а дендриты - это уже после сборки, проблема на стадии применения с дендритами.

Зак Петерсон: Привет всем и добро пожаловать в подкаст Altium on Track. Я ваш ведущий Зак Петерсон. Сегодня мы говорим с Калом Шахом, президентом компании Lilo Tree. Мы уже приглашали Кала в нашу программу, и сегодня мы снова будем говорить с ним о предстоящей панели SMTA, в которой он примет участие, и мне очень интересно узнать больше о том, о чем он будет говорить. Кал, большое спасибо, что снова с нами сегодня.

Кунал Шах: Конечно. Зак, в прошлый раз наш разговор был действительно увлекательным, и я думаю, что всегда замечательно и интересно общаться с вами. Так что спасибо, что пригласили

Зак Петерсон: Меня. Ну, большое спасибо. За последние пару лет произошло много всего, кажется, как вихрь развитий, и одна из крупных областей, где мы видели много развития, это движение к UHDI, особенно здесь, в Соединенных Штатах. И это отличный переход к широкой теме того, что происходит на предстоящей панели SMTA 26 марта, где вы будете выступать. Так что если вы могли бы дать нам краткий обзор того, что будет происходить на этой панели и о чем вы будете говорить.

Кунал Шах: Да, это действительно интересно, как вы упомянули. UHDI, что означает сверхвысокоплотные интерконнекты в электронной промышленности, становится одной из самых быстрорастущих областей, особенно, как вы упомянули, в Соединенных Штатах. И одна из вещей также с точки зрения обороны и некоторых приложений высокой надежности UHDI становится нормой, так сказать. Так что некоторые новые разработки, особенно с точки зрения обработки и материалов, это то, что происходило в последние пару лет значительно. И я думаю, если вы, и я немного отклоняюсь от темы, давая вам обзор, если вы посмотрите немного истории, мы делали очень высокое расстояние между линиями в сотни микрон до 50 микрон очень, очень обычно. Теперь мы входим в HDI и сверхвысокоплотный HDI, где эти размеры буквально входят в диапазон менее 20, менее 10 микрон, где традиционные процессы не то, что вы можете использовать.

Так что вам нужно инновировать с точки зрения процессов и материалов, чтобы сделать эти дизайны UHDI и изготовление даже возможным. Возвращаясь к вашему конкретному вопросу, моя тема на самом деле будет о том, как поверхностные покрытия или гальваника или обработка, которую вы делаете сверху, которая является последним проводящим слоем обработки, которую вы делаете на этих интерконнектах UHDL, о чем я собираюсь говорить. О чем нужно знать? Почему традиционная технология может не работать и почему новая технология предоставит вам даже возможность обработки UHTI в диапазоне 20 менее 10 микрон? А также как вы даже увеличите надежность и устойчивость, что также критически важно, когда вы имеете дело с высоконадежной оборонной или медицинской электроникой и так далее.

Зак Петерсон: Вы упомянули традиционные процессы. Я предполагаю, это относится к традиционным материалам покрытия, которые могут использоваться в стандартном производстве. Так что скажем, олово-свинец на нижнем конце или не олово-свинец, но погружение в олово, может быть, и до эмиг или твердого золота или чего-то в этом роде на верхнем конце.

Кунал Шах: Да, абсолютно. То, что вы подняли, абсолютно точно. Иммерсионное олово, как мы знаем из истории, было одним из самых популярных покрытий поверхности, когда речь идет о девяностых и начале 2000-х. Но когда, я знаю, я всегда возвращаюсь к истории, потому что это на самом деле учит многим урокам и помогает понять, какие причины заставляют нас инновировать. Так вот что произошло в начале 2000-х, когда начали появляться микро BGA, где критически важным аспектом становится качество поверхности, и иммерсионное олово, а также переход от иммерсионного олова к иммерсионному олову без свинца, когда стандартом было олово-свинец, и когда вступили в силу ограничения RoHS, свинец начал постепенно исчезать, и иммерсионное олово без свинца оказалось не таким надежным, возникло много других проблем. Вот тогда люди начали преимущественно переходить к ENIG.

Это электролесс иммерсионное золочение, просто полная форма ENIG. Преимущества ENIG заключаются в том, что во-первых, оно обеспечивает очень хорошую линейность поверхности из-за слоя никеля и слоя золота, мягкость поверхности очень планарная, поверхностное сопротивление очень низкое. Так что это было очень хорошо для сборки микро BGA и всего такого. А также с покрытием на основе золота, это дает вам больше свободы в плане срока годности. Например, если ваши платы производятся в одной части мира, а сборка происходит в другой части мира. И особенно у вас есть проблемы с логистикой в цепочке поставок. Если вы не можете использовать иммерсионное олово или OSP или некоторые другие покрытия, вы смотрите на срок годности три месяца, шесть месяцев примерно в этом диапазоне. Однако, когда был введен ENIG, вы могли иметь срок годности от 12 до 24 месяцев.

Это дало вам гораздо больше свободы в планировании сборки и производства печатных плат с точки зрения логистики. Однако, поскольку мы переходим к UHDI, когда у вас есть ENIG, и вот на чем я собираюсь сосредоточиться в настоящее время на нашем заседании 26 марта, которое является частью SMTA, сосредоточенной на UHDI, потому что что происходит, некоторые из этих медных покрытий не являются традиционными медными покрытиями. Используется некий полуаддитивный процесс или процессы MSAP, как вы могли слышать. Так вот что происходит, это на самом деле наносит некий слой палладия или чернила на палладии там, где вы хотите, чтобы эти элементы располагались, а затем на эти катализаторы палладия наносится некий медный процесс. Что происходит, это все еще, так что даже если вы наносите эти медные покрытия, это не совсем правильно. Например, если у вас расстояние пять микрон или десять микрон, но ваш элемент, палладий немного выходит за пределы вашего элемента. Так что палладий, палладий и медь также немного выходят за пределы, потому что палладий вытек из определенной области этих проводящих элементов, которые являются медью. Так что когда у вас есть вычитающий процесс из-за лазера, это четкое удаление меди и палладия под ней, верно? Однако это химический аддитивный процесс. У вас есть эта вытекшая область из самого элемента.

Я немного углублюсь в технические детали, но для слушателя важно понимать, что когда возникает проблема с никелированием, никель будет искать медь и покрывать её повсюду. Так что эта размытая область тоже будет покрыта, что почти как избыточное покрытие. Вы не хотите, чтобы покрытие было в этих областях, но никель не понимает, должен ли он покрывать фактическую деталь или размытую область? Обе являются одинаковой медью, так что где он видит медь, там он и будет покрывать, но когда вы на самом деле видите это под сильно увеличивающими микроскопами, только тогда вы видите это невооруженным глазом, кажется все идеальным. Но когда вы смотрите через линзы увеличения, вы видите, что никель также покрывается в размытой области. А что если ваши детали настолько близки друг к другу, что размытая область одной детали и другой детали почти сливаются или "общаются" друг с другом.

Так что у вас почти возникает проблема с мостиками. В некоторых случаях. Так что никелирование становится чрезвычайно сложным, когда размеры ваших деталей достигают 20 микрон или менее 20 микрон, 10, 10 или 5, 5 даже является подобной технологией-подложкой, с которой мы недавно работали с некоторыми клиентами, они на самом деле переходят к 5, 5, что является чем-то, что для большинства массового производства наступит лишь через несколько лет. Но люди уже начали изучать это. Так что когда у вас есть такие детали, даже 5 микрон, вы не можете увидеть их в обычном микроскопе. Вам действительно нужно использовать сканирующий электронный микроскоп какого-то рода. Так что когда вы переходите в эту область таких мелких деталей, понимание того, что делает ваша химия и какие есть подводные камни. Может быть, я отклонился от темы и начал давать много информации, но я надеюсь, что я был понятен.

Зак Петерсон: Да, чтобы, возможно, кратко обобщить некоторые из возникающих здесь проблем, связанных с UHDI, вы поднимаете вопрос о расстоянии между линиями, где может произойти избыточное покрытие или перепокрытие, а также проблему полярности. Очевидно, это не такая уж проблема, когда у вас крупнопитчевые PGA, но как только вы начинаете переходить к очень мелкопитчевым PGA, где у вас высокая плотность, большое количество вводов-выводов или, возможно, малое количество вводов-выводов, но все очень плотно, это своего рода следствие проблемы с покрытием. И тогда, я думаю, может быть третья проблема, о которой вы не упомянули, но это, возможно, с точки зрения SI, это о, да, в зависимости от используемого материала для покрытия, когда у вас очень тонкие дорожки, у вас гораздо больше эффекта поверхностного сопротивления, и в покрытии больше эффекта поверхностного сопротивления. Так что теперь у вас проблема с потерями, особенно когда вы используете никель

Кунал Шах: Пластины. Да, абсолютно. Так что я думаю, спасибо, что подняли этот вопрос. Я собирался коснуться того момента, что происходит, когда у вас есть никель, который обладает проводимостью. Я дам вам немного технического фона о том, почему никель так вреден для целостности сигнала, потому что когда у вас есть медь, которая является одним из лучших проводников, которые у нас есть, и вот почему одна из причин, по которой она так широко используется повсеместно во всей индустрии печатных плат и полупроводниковой электроники. Но когда вы покрываете никелем, обычно сигнал проходит через верхний слой вашего проводника. Так что когда вы покрываете, что бы то ни было верхним слоем, то возникает эффект скин-слоя. Так что ваш верхний слой, скажем, из золота, но золото имеет толщину всего 15 нанометров. Глубина проникновения составляет около пары микрон. В зависимости от вашего диапазона частот, большая часть вашего сигнала проходит через никель.

Теперь что, если проводимость никеля в четыре раза меньше проводимости меди? Так подумайте, что произойдет с этим сигналом. Он значительно замедлится по этой самой причине. Это действительно ухудшает ситуацию, когда у вас есть УВЧИ, так что я говорю о стандартных печатных платах, где все совмещено, но что, если вещи начнут приближаться друг к другу? Тогда никель, помимо низкой проводимости, является магнитным материалом. Так что он на самом деле начинает создавать также магнитные помехи, потому что эти элементы настолько близки друг к другу, что магнитное поле одного элемента будет как бы перекрывать магнитное поле другого элемента. Так что создается магнитная помеха, которая также вредит целостности сигнала. Так что это что-то, что полностью разрушает производительность дизайна, когда они проектируют на компьютере. А когда вы на самом деле производите с таким покрытием поверхности, все эти эффекты на самом деле ухудшат производительность целостности сигнала, для которой вы на самом деле проектировали.

Зак Петерсон: И касательно проблемы чрезмерного покрытия, просто на момент, правда, я имею в виду, если у вас достаточно высокая полоса пропускания, вы заметите отклонение импеданса вдоль этой линии. Но одно, что мне интересно, есть ли какая-то компенсация чрезмерного покрытия, которая выполняется на производстве? Потому что если подумать о стандартном вычитающем производстве, мы делаем компенсацию травления, чтобы учесть трапециевидный вид реальных дорожек, когда они на самом деле напечатаны. Интересно, применяется ли компенсация чрезмерного покрытия также?

Кунал Шах: Так что многие из этих вещей, я имею в виду, всегда можно спроектировать компенсацию, но тогда все становится так сложно, потому что некоторые из этих переплетений меньше одного микрона или микрона и половины и пары микронов. Это такой маленький уровень. Но когда я говорю о сценариях, где буквально расстояние между линиями пять микронов. Так что один и половина пары микронов с одной стороны и еще один и половина пары микронов с другой стороны, есть шанс, что вещи могут выйти из-под контроля и возникнуть проблема с мостикованием и что-то, что перекрашивание может на самом деле, так что вы можете спроектировать и иметь очень точный способ, как вы наносите слой палладиевых чернил или палладиевый слой внизу. Но опять же, эти вещи, о которых вы говорите, управляя точностью слоя в пару микронов, что чрезвычайно, чрезвычайно сложно. Так что да, у нас были клиенты, особенно использующие процессы msap, жалуются и делятся некоторыми из этих проблем, когда они пытаются покрыть никелем, они пытаются сделать компенсацию, но опять же, технология все еще развивается с 20 микронов до 10 микронов. Они пытаются играть с этим, но это становится сложнее по мере того, как мы переходим к все меньшим и меньшим размерам элементов.

Зак Петерсон: Так какие здесь решения, чтобы справиться с этим? Я имею в виду, есть такое большое стремление к уменьшению ширины линий, уменьшению размеров следов. Мы всегда пытаемся вместить больше вещей в меньшую площадь, и я думаю, что упаковка - это одна из вещей, которая будет продолжать поддерживать эту тенденцию, особенно когда чипы начинают строиться в 3D. Так что теперь у вас еще больше вещей, которые нужно упаковать в меньшую площадь. Так какие решения для этого? Потому что кажется, что в какой-то момент старое решение в традиционном мире производства просто немного больше разнести вещи начинает исчезать.

Кунал Шах: Абсолютно. Так что, Зак, я думаю, ты поднял несколько вопросов, и я перейду к решению, но ты поднял хороший вопрос, когда, как ты упомянул, мы пытаемся перейти к более и более плотным дизайнам и элементам и гораздо меньшим и плотным, и мы действительно движемся. Так что мы движемся, как ты упомянул, от печатных плат к почти как к подложке, почти в мир упаковки. Так что то, что мы видим, это то, что производство полупроводниковой упаковки и производство печатных плат начали перекрываться, где многие компании в Америке начали и планируют начать производство подобное подложкам и иметь эти возможности UHDI, возвращаясь к решению для поверхностной отделки, какие решения для традиционной технологии, как мы говорили, что доступен enig. Так что одна из вещей, так что я перейду к объяснению, что такое enig, почему мы даже используем enig, правильно?

Итак, лучшая причина, по которой мы используем ENIG, - это золото. Золотой слой является благородным металлом, поэтому он не вступает в химическую реакцию ни с одним элементом. Вот почему он благородный. Поэтому на поверхности имеется слой золота, который обеспечивает срок службы от 12 до 24 месяцев благодаря золотому слою. Также золото обеспечивает крайне плоскую поверхность с очень низкой шероховатостью. Это второе преимущество, которое особенно важно для приложений A-U-H-D-I. Но золото нельзя напылять непосредственно на медь, потому что в этом случае медь начнет проникать через золото, так как нет никакого способа остановить медь, и тогда медь выйдет на поверхность золота, что полностью скомпрометирует проводник. И вот почему OLA используется в качестве так называемого барьерного слоя, и именно поэтому EIG стал так популярен, потому что они наносят слой никеля толщиной 2, 3, 3 до шести микрон, а затем золото.

Теперь, когда мы обсудили, что наличие никеля так вредно с точки зрения целостности сигнала на поверхности, а также с точки зрения напыления и перенапыления, и даже управления напылением UHDI никеля на эти структуры крайне сложно. Каково же решение? Решение заключается в том, что Lilo three разработала один из продуктов под названием барьерный слой, который не является никелевым барьерным слоем. Это органическая обработка, которая на самом деле не добавляет слой на медь, а на самом деле разъедает верхний слой меди. То, что я предлагал, заключается в том, что никель используется как барьерный слой, чтобы медь не проникала из никеля в золото. Обработка барьерным слоем Lilo на самом деле является обработкой, проводимой на меди, которая делает точно то же самое без необходимости слоя никеля. Это действительно очень, очень выгодно, потому что вы не добавляете слой. Процесс напыления чрезвычайно стабилен, и вам не придется сталкиваться с проблемами перенапыления и так далее. Он фактически обрабатывает только слой меди там, где это определено.

Лучшая часть заключается в том, что это не снижает проводимость меди. Таким образом, вы получаете все преимущества ENIG без необходимости использования ENIG, потому что барьерный слой действует как никель, обеспечивая этот барьер для диффузии меди. Но кроме того, преимущества заключаются в том, что целостность сигнала так же хороша, как у лучшего проводника, который является медью, потому что у вас всего 15 нанометров золота после обработки на меди, так что по сути вы получаете все преимущества ENIG без необходимости ENIG, поскольку барьерный слой действует как никель, обеспечивая этот барьер для диффузии меди. Но кроме того, преимущества заключаются в том, что целостность сигнала так же хороша, как у лучшего проводника, который является медью, потому что у вас всего 15 нанометров золота после обработки на меди, так что большая часть вашего сигнала проходит через медь, что и является идеальным. И тогда нет проблем с напылением или перенапылением с барьерным слоем и золотом. Так что это некоторые из преимуществ, потому что вы не используете никель, но это органическое решение на самом деле обеспечивает барьерный слой, давая вам все преимущества, которые как никель играет вредную роль.

Зак Петерсон: Исследовал ли кто-нибудь другие варианты покрытий для UHDI, такие как серебро или OSP? Я упоминаю серебро, потому что имею некоторый опыт в этой области, когда на одной плате присутствуют цифровая секция и секция RF высокой частоты. И для RF одним из предпочтительных вариантов обычно является серебро, поскольку мы пытаемся снизить потери вставки, которые могут возникнуть, например, при использовании enig, но, возможно, мы хотим немного более долгий срок хранения, чем при использовании OSP.

Кунал Шах: Абсолютно верно. Отличное замечание. Иммерсионное серебро действительно является предпочтительным вариантом покрытия или плакирования для любых RF или высокочастотных приложений, потому что серебро на самом деле обладает ещё более высокой проводимостью, чем медь. Это действительно обеспечивает наилучшую возможную целостность сигнала, лучшее, что только можно достичь с серебром. Проблема с иммерсионным серебром заключается в общей экологической надежности. Например, если ваше покрытие или часть вашего покрытия остается после сборки, если любая из площадок или любая из них, даже если ваша площадка, скажем, такого размера, я покажу жестами. Ваша площадка такого размера, а ваш компонент такого размера, остается незащищенное покрытие, оставленное позади, небольшое или несколько микрон. Серебро действительно имеет тенденцию к химической реакции с серой и образованию чего-то, что называется сульфидом серебра, и затем начинает образовываться дендриты.

Так что в течение года или двух лет в окружающей среде на открытом воздухе эти дендриты начнут формироваться и расти, и тогда они могут действительно создать точное соединение дендрита от одной площадки к дендриту этой площадки и вызвать проблему с мостикованием. Так что у вас начнутся проблемы с неправильной работой из-за этих дендритов. Так что эти проблемы экологической коррозии с серебром - это то, что нужно иметь в виду, и поэтому я думаю, что это отличное обсуждение. Мы обсуждали это в прошлый раз, когда говорили с дизайнером и компанией по материалам и материалами для изготовления печатных плат и сборки, важно сотрудничество, потому что не зная, как и где оно будет использоваться в конечном приложении, это действительно может быть очень хитрой ситуацией, потому что вы проектируете по одной причине, но когда это применяется, нужно обращать внимание на все факторы, о, где это будет использоваться?

Какие условия окружающей среды? Например, когда вы используете где-то в Азии или в некоторых частях Европы, условия окружающей среды, уровни этих газов, включая серу, значительно выше, чем в других частях мира. Так что понимание всех этих проблем, а также температура и влажность также могут привести к еще более быстрому росту этих дендритов с серебром. Так что понимание этих проблем коррозии, и поэтому золотое покрытие все еще широко распространено, конечно, как вы упомянули, enig был распространен, но когда дело доходит до RF, люди говорят: "о, просто используйте иммерсионное серебро". Но вы также должны понимать некоторые проблемы надежности, которые возникают с иммерсионным серебром.

Зак Петерсон: Да, и за все время, когда я использовал серебро, это никогда не было в приложениях A-U-H-D-I, это было в приложениях, где используются BGA, но определенно не с шириной и расстоянием между линиями менее одного миллиметра. Когда дело доходит до такого уровня, я действительно вижу, что дендриты могут стать проблемой. Думаю, что для большинства людей, использующих серебро, они не работают на таком уровне, и поэтому они даже могут не знать о проблеме с дендритами. Основная проблема с серебром, о которой я слышу, это просто коррозия из-за тускнения.

Кунал Шах: Да. Так что это что-то в момент сборки. Поэтому я думаю, это очень, очень критично, потому что это считается сроком хранения шесть месяцев, но когда вы находитесь в диапазоне четырех или пяти месяцев, вы начинаете видеть тускнение серебра, и это действительно влияет на ваш процесс сборки. Так что это своего рода проблема на раннем этапе с тускнением. А дендриты - это своего рода проблема после сборки и на этапе применения с дендритами. Так что с обеих точек зрения, коррозия до сборки и коррозия и дендриты после сборки в приложении - это то, что нужно иметь в виду в отношении погружения в серебро, и поэтому мы всегда предпочитаем, мы как поставщик химикатов, но когда нам нужно рекомендовать для этих высоконадежных приложений, особенно сейчас, переходя на UHDI, потому что когда дендриты становятся еще большей проблемой, покрытие на основе золота - это то, что мы рекомендуем, потому что одна из причин - именно из-за отсутствия дендритов, золото останется как есть.

Так что даже вы упомянули OSP, так что я тоже коснусь OSP. Это именно то. Срок хранения OSP составляет всего около трех месяцев, как указано. И второе, что касается OSP и погружения в серебро, оба от тускнения серебра, но даже с точки зрения сборки, сколько циклов переплавки вам придется пройти с OSP, это полимерный слой поверх меди. Так что когда вы подвергаете 265 градусов Цельсия на первом или втором потоке сборки, OSP в большей степени испаряется или разлагается, как вы это называете, но это компрометирует, что я хочу сказать. Таким образом, подвергшаяся высокой температуре медь оголяется и может окислиться. Так что когда вы переходите к третьему или четвертому циклу переплавки, ваша поверхность уже скомпрометирована, и вы ожидаете, что она будет смачиваться и выполнять операцию сборки на этих скомпрометированных поверхностях.

Да, вероятность отказов может быть высока. Так что у OSP есть проблема, сколько циклов переплавки вы можете провести, даже погруженное в серебро, оно тускнеет и, возможно, после второго или третьего переплава, оно может не дать вам такой же производительности, как при первом переплаве. Так что это некоторые из проблем с OSP и погружением в серебро, также один из аспектов, который также нужно понимать с OSP, потому что мы работаем с одним из клиентов, и их требование заключается в том, что контактные площадки должны быть проводящими. Так что покрытие поверхности не является областью, где они должны быть установлены на поверхность. Есть много других приложений, много областей, где покрытие поверхности остается проводником, оставаясь открытым на печатной плате по каким-либо причинам и целям. Но если у вас есть OSP, контактная площадка становится непроводящей, потому что это полимерный слой поверх вашей печатной платы. Так что это тоже что-то, что вам также нужно иметь в виду в отношении OSP.

Зак Петерсон: Да, я вижу. Я думаю, что количество проходов переплавки определенно является тем, о чем дизайнеры действительно не думают, потому что они не смотрят на это с точки зрения сборки. Они не знают, как они собираются это планировать. Я действительно думаю, что многие дизайнеры просто нажимают кнопку оловянного покрытия, или не оловянного, а кнопку погружения в олово на своей онлайн-форме заказа, или они нажимают кнопку отправки электронной почты и просто говорят, да, давайте делать.

Кунал Шах: И я не знаю, может быть, если я могу сделать такой комментарий, они нажимают на кнопку, я не знаю с точки зрения дизайнера или с точки зрения размещения заказа в производстве печатных плат, что угодно, лишь бы было дешевле, верно? Давайте выберем самый дешевый вариант, потому что сейчас все это онлайн-приложение, где вы заполняете все формы с опциями в выпадающих списках, и выбираете самый дешевый. Давайте выберем его. Но да, я имею в виду, что одно дело знать количество проходов переплавки, как вы упомянули. Второе - это стоимость, но нужно быть очень разборчивым в вопросе стоимости, потому что есть другие виды покрытий, о которых я могу упомянуть, например, ПИК, если вы знаете, потому что часто для приложений с высокой надежностью между никелем и золотом помещают слой палладия. И одна из причин - это коррозия контактных площадок с ENIG, исторически коррозия между слоем никеля и золота на этом интерфейсе.

Чтобы предотвратить это, был введен слой палладия, и поэтому ПИК называется электролитическим палладиевым покрытием золотом. Теперь стоимость будет еще намного выше, экспоненциально выше из-за слоя палладия, потому что палладий - драгоценный металл, стоимость которого в 1,5 раза выше стоимости золота. Таким образом, вы не только добавляете стоимость золота, но и сверху добавляете стоимость палладия, но не обязательно получаете всю надежность с ПИК. Есть проблемы с целостностью сигнала, есть проблемы с некоторыми аспектами надежности в зависимости от толщины слоя палладия и так далее. Так что это не значит, что, заплатив больше всего, вы получите лучший продукт, и это не значит, что, выбрав самый дешевый, вы с этим справитесь. Нужно понимать плюсы и минусы каждого аспекта и тратить деньги разумно, чтобы получить оптимальную производительность, которую следует получить, особенно понимая, где это будет применяться, кто ваш клиент и так далее.

Зак Петерсон: Да, вы использовали термин, который, как мне кажется, часто неправильно понимают, а именно лучший продукт, верно? Лучший всегда идет с большим звездочкой, потому что когда вы смотрите на это с точки зрения ENIG, лучший действительно означает наивысшую надежность, в то время как если смотреть с точки зрения серебра, лучший означает целостность сигнала и не обязательно надежность. Так что, наверное, лучший действительно требует некоторого рассмотрения здесь. А еще, я думаю, по мере того как мы переходим к UHDI, мы все больше и больше двигаемся в диапазон более высоких частот. Так что ниже, скажем, гигагерца, вы, вероятно, не заметите разницу в потерях между ENIG и оловом. Вас просто волнует надежность. Но как только вы переходите в диапазон многих гигагерц, теперь вы определенно заметите

Кунал Шах: Абсолютно, Зак, так что вы подняли удивительный момент, потому что даже не гигагерц, даже до пяти-десяти гигагерц, вы можете не увидеть значительного негативного эффекта между эмерджентным серебром или любыми другими покрытиями. С точки зрения покрытия, они будут одинаковыми по тому, сколько потерь вы получаете. Однако, когда вы переходите от 10 гигагерц к 25 гигагерцам, вот где находится высокая полоса 5G. 77 гигагерц - это автомобильная частота, где это типичная частота в автомобильных приложениях. А некоторые РЧ-устройства работают на сто и более гигагерц. Так что именно то, что вы подняли, когда вы переходите на 10 и более гигагерц, вы действительно начнете видеть эффекты, если вы используете enig вместо эмерджентного серебра. И вот тогда вы должны понять, что, с точки зрения надежности, мне следует выбрать enig?

Но даже есть опасения с точки зрения надежности при использовании enig, это совсем другая история, но с точки зрения золотого слоя и перспективы окружающей среды это все же более надежно, потому что в конце концов, это золотое внешнее покрытие, верно? Но когда вы используете эмерджентное серебро на высоких частотах, тогда надежность является серьезной проблемой с точки зрения коррозии окружающей среды. Так что это те вещи, которые нужно понимать. И именно тогда наше решение, я обсужу с точки зрения удаления никеля, вы используете эту обработку барьерного слоя, так что это дает вам производительность никеля с точки зрения барьерного слоя для атомов меди, но это дает вам внешний слой из золота. Таким образом, вы получаете лучшую защиту от коррозии окружающей среды с точки зрения надежности, как вы подняли. Но с точки зрения целостности сигнала, это очень похоже на производительность эмерджентного серебра, потому что ваш сигнал проходит через золото, и большая его часть проходит через медь. Так что в этом отношении ваша целостность сигнала так же хороша, как и может быть сравнима с серебром. Но надежность всегда высока, потому что есть внешний слой из меди, и он защищен подлежащей обработкой барьерного слоя.

Зак Петерсон: Так как вы гораздо больше эксперт по покрытиям, чем я, я уверен, что вы много копались в научной литературе и, вероятно, нашли множество способов, которыми люди пытались преодолеть эту проблему и исключить никель, все еще обеспечивая высокую надежность поверхностного покрытия. Вы пошли одним направлением, используя пассивацию для создания барьерного слоя. Какие другие подходы, возможно, не сработали или над которыми другие пытаются работать, чтобы помочь нам достичь следующего уровня с UHDI?

Кунал Шах: Да, абсолютно, Зак. Так что люди действительно пробовали это. Это направление не совсем новое, точно то, что ты упомянул. Мы пошли по этому пути, но его уже исследовали ранее. Так что есть два или три способа, в основном два способа, которые люди исследовали: один из них - это так называемое прямое погружение в золото (DIG), которое представляет собой прямое погружение в золото. Что они делают, помни, в начале нашего разговора я сказал, что нельзя наносить золото таким тонким слоем, потому что если нет никеля, медь будет диффундировать на верхнюю поверхность золотого слоя, потому что он всего 15 нанометров. Но прямое погружение в золото на самом деле покрывает слоем в 150, 200 нанометров. Так что идея в том, что даже если оно диффундирует, мы надеемся, что для 200 нанометров оно не выйдет наружу. И тогда наше применение в терминах сборки или наше применение не такое, как если бы в симуляции или в реальной ситуации медь выходила на золото за пять лет для 200 нанометров, это было бы достаточно хорошо, потому что нам нужна надежность только на два, три или четыре года.

Так что мы будем в порядке. Давайте нанесем 200 нанометров, 250 нанометров золота. Такой подход люди принимали. Второй подход, который люди принимали, это вместо использования NICO в качестве промежуточного слоя использовать палладий в качестве барьерного слоя, как E pig, но не добавлять в него никель, а наносить электроды палладия прямо на медь или наносить какой-то слой золота в качестве промежуточного слоя, но в основном наносить электроды палладия, а затем наносить золото погружением. Такой процесс называют EEG или eag. Теперь, возвращаясь к DIG, хочу упомянуть, что вместо 15 нанометров вы наносите 200 или 215 нанометров золота. Так что стоимость покрытия почти автоматически увеличивается в четыре или пять раз. Это основной недостаток при массовом производстве ваших продуктов. Но второе это также, когда у вас такое большое количество золота или золотой слой с микро BGA, когда вы пытаетесь применить пайку, такое количество золота может раствориться в припое и может вызвать хрупкость золота.

Так что ваш припой может быть подвержен хрупкому разрушению из-за слишком большого количества золота на этом интерфейсе, и все растворяется во время сборки. Так что есть проблема надежности с DIG, но также и основная проблема стоимости. Теперь давайте поговорим о EEG, электроды палладия погружением в золото, как я упоминал, также фактически увеличивают ваши затраты еще на один уровень, потому что слой палладия, как я упоминал, стоит в 1,5 раза дороже золота. Так что вы заменяете никель еще более дорогим драгоценным металлом по сравнению с золотом. Это делает вашу сборку еще более дорогой. Это одно. И второе, даже у палладия есть проблема с целостностью сигнала. Так что если вы удаляете никель, он действительно работает лучше, чем никель, палладий, но это не идеал, как золото, медь или серебро. Так что у вас все еще есть проблема с целостностью сигнала, особенно если вы переходите на более высокие частоты в 20, 30, 50, 70 гигагерц.

Итак, в этих сценариях это не идеальная замена с точки зрения целостности сигнала, потому что ваша производительность не так хороша, как я упоминал, например, золото, медь или серебро, тем не менее, стоимость запредельная, потому что вы заменяете никель на еще более драгоценный металл, чем золото. Так что да, это некоторые из альтернатив, которые существуют. И снова, возвращаясь к альтернативе в плане отсутствия никеля, либо вы полностью отказываетесь от золота, что является A OSP и новым серебром, но мы говорили о некоторых их недостатках с этой точки зрения на надежность. Так что да,

Zach Peterson: Так как вы являетесь президентом Lilo Tree, мне интересно, какой положительный отклик вы наблюдали на ваше решение по сравнению с некоторыми другими упомянутыми решениями? Я понимаю, что DIG слишком дорого, если вы не работаете с низким объемом производства, epic, возможно, тоже не так дорого, но все же дорого. Так что, похоже, одно из преимуществ Lilo Tree - это стоимость.

Kunal Shah: Да, на самом деле я хотел бы выделить пару преимуществ, о которых мы говорили, это все преимущества легкости покрытия и для USDI с точки зрения целостности сигнала, но стоимость решения без никеля от OT threes на самом деле на 20-25% дешевле, чем enig. Это действительно делает нас очень привлекательным предложением с точки зрения стоимости, потому что это на 20-25% дешевле, чем enig. И второе преимущество - это то, что типичное золочение происходит с использованием цианидного источника золота или химии, как вы хотите назвать. Так это решение на основе цианида. Наше решение для золочения полностью без цианида. Оно более стабильно и на самом деле дешевле в эксплуатации, чем золото на основе цианида. С точки зрения отсутствия никеля, я думаю, мы считаемся избранными, когда кто-то хочет использовать решение без никеля, они всегда выбирают или предпочитают процесс Lilo three по сравнению с любыми другими вариантами без никеля.

Однако мы также, я имею в виду, расширяем область применения, некоторые производственные предприятия, с которыми мы общаемся, и мы находимся в обсуждении, где они рассматривают возможность даже замены enig на стандартных платах не обязательно UHDI, не обязательно для приложений высокой частоты, даже стандартная плата с приложением низкой частоты и не обязательно UHDI думают, что, эй, почему мы используем никель или стандартный enig, который в первую очередь даже дороже и вызывает опасения по надежности на границе раздела никель и золото, как я упоминал, черный пятна. И также третье, немного техническое, это ваше паяное соединение - это межметаллический никель-олово против варианта без никеля, где вы на самом деле получаете медь-олово, что намного прочнее и если вариант без никеля дешевле обеспечивает лучшую надежность и если он устойчив, что без цианида, почему мы вообще должны использовать традиционный Enoch в первую очередь? Вот где мы находимся на данный момент. Определенно, возвращаясь к вашему вопросу для ответа на вопрос о целостности сигнала и приложения USD, определенно безникелевый вариант Lilo threes является своего рода премиальным вариантом выбора, но нас также рассматривают как традиционное решение замены enig также для наших традиционных плат низкой частоты не UHDI.

Зак Петерсон: Ну вот, это было крайне познавательно. У нас уже почти нет времени, но я хочу вас очень поблагодарить, потому что я всегда чувствую, что узнаю что-то новое, когда мы беседуем. Так что большое спасибо, что пришли в подкаст.

Кунал Шах: Спасибо, Зак, было действительно здорово поговорить с тобой, как всегда

Зак Петерсон: Всегда, и всем, кто слушает нас, обязательно посетите Спортивный Комплекс Пеории в Пеории, Аризона. Если вы окажетесь в Пеории, Аризона 26 марта 2024 года на симпозиуме по ультравысокой плотности интерконнектов, который спонсируется или проводится SMTA, вы сможете увидеть Кунала Шаха на симпозиуме, где он будет говорить обо всем, о чем мы сегодня здесь говорили. И всем, кто слушает или смотрит нас на YouTube, обязательно нажмите кнопку подписки и кнопку "нравится". Вы сможете следить за всеми нашими эпизодами подкаста и учебными материалами по мере их выхода. И в последнюю очередь, не переставайте учиться, держитесь курса, и до встречи в следующий раз. Спасибо всем.