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August 24, 2024

Conocimiento y desarrollo de los PCB UHDI

Desde que Hewlett-Packard creó la interconexión de alta densidad (HDI) en 1982 para empaquetar su primera computadora de 32 bits alimentada por un solo chip,La tecnología HDI ha seguido evolucionando y proporciona soluciones para productos miniaturizadosLa vanguardia de la tecnología HDI se ha convertido en el proceso utilizado por la industria de semiconductores para el embalaje orgánico de chips.Dos mercados diferentes - los sustratos de IC y la integración de los sistemas de productos se superponen y utilizan el mismo proceso de fabricación de ultra-HDI (UHDI) (Figura 1).

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Figura 1: La fabricación tradicional de PCB está entrando en el campo de la fabricación de sustratos de IC de gama alta, que se caracteriza por formas geométricas iguales o superiores a 30 um (Fuente:El objetivo de la evaluación es:

 

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Figura 2: La integración multichip y heterogénea han creado muchos substratos e interposadores de paquetes diferentes.Los PCB avanzados y los paquetes avanzados que buscan utilizar componentes de tono fino requieren geometrías UHDI.

 

Introducción
Los dos mercados tienen características y especificaciones diferentes, y actualmente el terreno medio está ocupado por los PCB de alta densidad llamados SLP (PCB semiconductores, denominados SLP).La diferencia es que el embalaje de IC es un componente para aplicaciones finales no especificadasPero el tiempo y el desarrollo introdujeron una estrategia de integración de sistemas para los componentes de semiconductores.que el IEEE llama integración heterogénea (Figura 2)Para satisfacer los requisitos de esta estructura, se creó un nuevo elemento en el campo de los sustratos: se llama interposador.
SLP vs. Interponer
La superposición de los dos productos diferentes es donde se encuentran las características y especificaciones técnicas del UHDI.La sección 33-AP Ultra HDI de la IEEE está estudiando actualmente el estándar UHDI desde la perspectiva de la integración de sistemas de productos de PCB, mientras que SEMI e IEEE se centran en el uso de materiales de sustrato como el silicio,fibra de vidrio y dieléctricos líquidos para utilizar interposadores como elementos de gran volumen de componentes de paquetes integrados heterogéneosLos SLP y los interponedores orgánicos seguirán utilizando laminados de PCB de alta velocidad y baja pérdida, pre-preg o películas.
Los envases IC han tenido una variedad de tecnologías de envasado diferentes.La hoja de ruta de desarrollo desarrollada por la Asociación de la Industria de Semiconductores (SIA) predice que para 2030, la distancia entre los componentes empaquetados seguirá cayendo a 0,1 mm, y la anchura de línea / distancia de línea se desarrollará a 0,25um/0,25um.La figura 3 muestra la superposición geométrica de los dos mercados:
1Substrato y PCB

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Figura 3: Para la integración heterogénea, la compensación entre el grosor dieléctrico y la geometría línea/espacio (t/s) es la tecnología de superposición de PCB, sustrato IC, UHDI.Las medidas de seguridad se aplicarán en el caso de las placas WLP/PLP y de las placas interposadoras BEOL.

 

2Envasado a nivel de sustrato y de obleas (WLP)
3. WLP orgánico y WLP de doble damaseno y envasado de IC 2.5D4.
Conclusión
Mi predicción para el UHDI se muestra en la Figura 3.HDI tradicional inicialmente enfocado en introducir pequeñas vías ciegas con un diámetro de < 150 um (6 mil) y trazas con un ancho de línea / espaciamiento de línea de 75 um/75 um (3 mil/3 mil)El UHDI tendrá microvías aún más pequeñas y el ancho de línea/espaciado entre líneas se reducirá de 50 um/50 um a 5 um/5 um (0,2 mil/0,2 mil) l4.

 

¿Qué es el PCB UHDI?

Ha habido presión para reducir el ancho de la línea y el espaciamiento de la línea, ya que la industria ha visto la tecnología de vanguardia reducir el ancho de la línea y el espaciamiento de la línea de 8 mil a 5 mil y luego a 3 mil.La diferencia entre "entonces" y "ahora" es que los avances anteriores han utilizado en gran medida los mismos procesos, productos químicos y equipos para reducir el ancho de línea y el espaciamiento de línea de 8 mil a 3 mil.que requiere un conjunto completamente nuevo de procesos y materiales.
La alta densidad de interconexión (HDI, el predecesor de UHDI) aumenta la densidad mediante la reducción de la anchura de la línea y el espaciamiento de la línea, y principalmente utilizando estructuras de agujero.El HDI se define como un PCB con una o más de las siguientes estructuras de orificios: microvias, microvias apiladas y/o escalonadas, vias enterradas y vias ciegas, todas ellas laminadas varias veces seguidas.La tecnología de PCB sigue avanzando con tamaños más pequeños y funciones más rápidasLas placas HDI pueden lograr agujeros, almohadillas, anchos de línea y espaciamiento de línea más pequeños, es decir, mayor densidad.Este aumento de la densidad también requiere una reducción del número de capas para lograr una menor huellaPor ejemplo, una sola placa HDI puede acomodar las funciones de múltiples PCB estándar.La tecnología tradicional de vanguardia se ha quedado atascada en 3 millas de ancho de línea y capacidades de espaciamiento de líneas durante bastante tiempoEn la actualidad, el uso de la tecnología de circuito impreso (UHDI) se ha convertido en una herramienta muy útil para la fabricación de circuitos impresos, pero todavía no es suficiente para cumplir con las restricciones de área de PCB cada vez más estrictas requeridas para los productos actuales.001") límite de anchura de línea, tenemos que dejar de hablar en mil y onzas y empezar a hablar en micrones. para referencia, un rastro de 3 mil de ancho es 75 micrones, por lo que un rastro de 1 mil de ancho es 25 micrones.La interconexión de ultraalta densidad (UHDI) es una tecnología de interconexión muy potente.. La interconexión de ultra alta densidad (UHDI) se refiere al ancho de línea y el espaciamiento de línea de PCB inferior a 25 micras.No sólo el eje X y el eje Y se están encogiendoLos diseñadores se enfrentan al reto de reducir el tamaño y el grosor de los PCB para satisfacer estas necesidades.
Métodos restantes y aditivos
Desde el nacimiento de los PCB, los procesos sustractivos han sido los principales
tecnología de producción: el proceso de sustracción se refiere a la generación selectiva de rasgos y rasgos en un sustrato recubierto de cobre mediante un proceso de galvanizado,y luego quitar o restar el cobre base para dejar el patrón de circuitoEl factor limitante del proceso de sustracción es el grosor del cobre base, que suele ser una lámina ultrafina de 2 o 5 micras.El espesor de cobre inferior define el rastro más pequeño que se puede lograr a través del proceso de grabadoEs esta tecnología la que ha permitido a la industria de PCB alcanzar anchuras de línea de 75 micras y espaciamiento de líneas.y más cerca del fondo del sustratoEl tamaño del cono está determinado por el grosor del cobre; cuanto mayor es el grosor, más delgado es el fondo del rastro.Esta limitación es el motor del desarrollo de la tecnología UHDI.
La tecnología aditiva UHDI comienza con un sustrato sin papel de cobre y añade una capa ultrafina de tinta líquida de 0,2 micras al sustrato.y luego el patrón del circuito se genera a través de un proceso de galvanizadoLa diferencia con respecto al proceso tradicional en este momento es que solo se necesitan 2 micras del sustrato para producir paredes laterales verticales.

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Corporación Averatek

 

SAP y mSAP
El proceso semiaditivo (SAP) y los procesos semiaditivos modificados (mSAP) se han desarrollado durante algún tiempo, aumentando la capacidad de producción de ancho de línea y espaciamiento de línea a 25 ~ 75 micrones. nivel.mSAP apareció por primera vez en la industria de placas portadoras de circuitos integrados y ahora se utiliza a gran escala en plantas de fabricación de PCB para producir productos HDIEstos procesos utilizan una capa de cobre base de 2 a 5 micras en el sustrato para lograr la reducción de ancho de línea. Sin embargo, el enrutamiento por debajo de 1 micra requiere el uso de un 0.Capa de tinta líquida de 2 micras en el proceso A-SAP.
A-SP
El pionero del procesamiento UHDI es Averatek, que ha introducido el proceso A-SAPTM en el mercado.American Standard Circuits ha colaborado con Averatek para desarrollar tecnología que puede producir PCB con anchos de línea y espaciamiento de línea de menos de 15 micrasLas ventajas de utilizar el proceso A-SAP son:
- Tamaño y calidad significativamente reducidos
·Mejor fiabilidad e integridad de la señal ·Mejor rendimiento de RF
·Costo reducido·Biocompatibilidad
Al utilizar el proceso anterior, los teléfonos móviles y otros dispositivos pueden seguir reduciéndose de tamaño mientras aumentan sus funciones.El tamaño del producto continúa reduciéndose y el rendimiento mejora más rápido, UDHI tiene un futuro brillante.

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