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Feb 21, 2024

Bildung von Standards für Ultra HDI

Lesezeit (Wörter) Um die neuesten Nachrichten über Verbindungen mit ultrahoher Dichte (UHDI) zu erhalten, haben wir uns bei Jan Pedersen, dem Technologiedirektor der NCAB Group, erkundigt. Jan ist Co-Vorsitzender von IPC D-33AP und

Lesezeit (Wörter)

Um die neuesten Nachrichten über Ultra-High-Density-Interconnections (UHDI) zu erhalten, haben wir uns bei Jan Pedersen, dem Technologiedirektor der NCAB Group, erkundigt. Jan ist Co-Vorsitzender des IPC D-33AP und außerdem eine hervorragende Quelle für allgemeine DFM-Expertise. Wir haben ihn gebeten, uns einen Überblick über UHDI in der Branche zu geben, wohin wir gehen und was dies für PCB-Designer bedeutet.

Q: Wie definieren Sie Ultra HDI? Was ist der Grenzwert in Mil oder Mikrometer?

A: UHDI wird in der IPC-UHDI-Arbeitsgruppe als PCB-Design mit Linien und Zwischenräumen unter 50 Mikrometern, einer dielektrischen Dicke unter 50 Mikrometern und Mikrovias unter 75 Mikrometern definiert. Dabei handelt es sich um Attribute, die über die bestehende IPC-2226 Producibility Level C hinausgehen.

Q: Erzählen Sie uns von Ihrer Arbeit im UHDI-Komitee des IPC. Woran arbeitest du gerade? Halten die Standards mit der UHDI-Technologie Schritt?

A: Die UHDI-Arbeitsgruppe hat nun eine grundlegende Beschreibung und Parameter entwickelt. Wir sind bereit, unsere Arbeit an die nächste Gruppe am IPC zu übergeben, um mit dem Aufbau der Standardstruktur zu beginnen, beginnend mit dem Design, gefolgt von Leistungs- und Akzeptanzstandards.

Die Standards werden mit der UHDI-Technologie Schritt halten, aber dies erfordert unsere volle Aufmerksamkeit, damit der Standard die aktuellen Produktionskapazitäten weltweit widerspiegelt.

Q: Ein Großteil des Ultra-HDI, das wir sehen, beruht auf semiadditiver Technologie. Können Sie die Unterschiede zwischen mSAP und A-SAP erläutern und erklären, was sie für Designer und Konstrukteure bedeuten?

A: SAP steht für semiadditive Prozesse und es gibt einige Versionen wie mSAP und A-SAP. Wir nennen sie semiadditiv, weil sie alle mit einer dünnen Kupferschicht beginnen, bevor die Schaltung entsteht. Dies kann entweder aus einem mit Kupfer beschichteten Material bestehen, ähnlich dem, das wir bei der herkömmlichen Leiterplattenherstellung verwenden, jedoch mit dünnerem Kupfer, oder aus einem nicht beschichteten Material, bei dem die Leiterplattenfabrik die Keimschicht plattiert. Der Unterschied zwischen mSAP und A-SAP besteht in der Dicke der Keimschicht, wobei mSAP mit einer Kupferschicht beginnt, typischerweise 3–4 Mikrometer, während A-SAP mit einem unbeschichteten Material beginnt, das die Oberfläche aktiviert und eine sehr dünne chemische Kupferschicht hinzufügt weniger als 1 Mikrometer. Anschließend werden bei beiden Prozessen fotolithografische Methoden verwendet, um Kupferspuren auf eine Dicke von etwa 20 Mikrometern zu plattieren, bevor die Keimschicht durch Blitzätzen geätzt wird. Grundsätzlich ist die Dicke der Saatschicht, wie wir es bei A-SAP sehen, der Hauptfaktor für den Prozess zur Erzeugung dünnerer Spuren.

Q: Wie unterscheidet sich das Design im Ultra-HDI-Bereich vom Design einer typischen Leiterplatte? Was sind einige der Hürden?

A: Das Design von Ultra-HDI stellt heute eine Herausforderung dar, da es sowohl für die Leiterplattenproduktion als auch für die Materialverfügbarkeit an Standards mangelt. Die große Hürde ist heute die Verfügbarkeit der Fabrikate. Es stehen Prozesse und einige Materialien zur Verfügung, aber nur sehr wenige Leiterplattenfabriken können Leiterbahnen und Flächen mit weniger als 40 Mikron anbieten. Einige Fabriken behaupten, UHDI anzubieten, aber das reicht sehr oft nur für Leiterbahnen mit einer Dicke von 35 bis 40 Mikrometern, während die Komponenten, die Sie verwenden möchten, Leiterbahnen und Zwischenräume unter 30 Mikrometern erfordern.

Q:Gibt es Ressourcen – Bücher, Websites, Dozenten usw. – für UHDI-Designtechniken?

A: Für Designer, die mehr über UHDI erfahren möchten, gibt es eine begrenzte Anzahl an Ressourcen. Ich würde mit Tara Dunns Altium-Blogs und ihren I-Connect007-Kolumnen beginnen, in denen es oft um Semiadditiv und UHDI geht. Jeder, der darüber nachdenkt, in den Ultra-HDI-Bereich einzusteigen, sollte den NCAB-Blogs folgen, die auf unserer Website und auf LinkedIn verfügbar sind. Lesen Sie alles, was Sie können.

Q:Welchen Rat würden Sie Designern geben, die einen Umstieg auf UHDI erwägen?

A: Der beste Rat, den ich geben kann, ist, einen Lieferanten zu finden und sicherzustellen, dass Sie im Rahmen seiner Möglichkeiten entwerfen. NCAB plant, bereits ab 2023 UHDI mit hohem Mix und geringem Volumen anzubieten. Heute haben alle Fabriken, die Leiterbahnen mit weniger als 35 Mikrometern anbieten, extrem lange Vorlaufzeiten. Das soll nicht kommerziell klingen, aber die NCAB Group hat einen klaren Plan, das zu ändern. Wir sind noch nicht am Ziel, werden es aber sehr bald sein.

Ich leite den NCAB Technical Council und eines der Fokusteams arbeitet aktiv mit Ultra HDI zusammen. Sobald wir eine Fabrik haben, die kürzere Vorlaufzeiten für UHDI anbieten kann, werden wir Designrichtlinien und Webinare entwickeln und praktikable Parameter für Designer bereitstellen. Wir benötigen sichere Parameter, um Produktionsausbeuten und Produktqualität von Anfang an sicherzustellen. Für die NCAB Group ist es von größter Bedeutung, transparent darüber zu sein, was wir anbieten können und wie gut wir mit neuen Technologien ausgestattet sind.

Dieses Interview erschien ursprünglich in der Oktoberausgabe 2022 des Design007 Magazine.