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Seit Hewlett-Packard 1982 High-Density Interconnect (HDI) entwickelte, um seinen ersten 32-Bit-Computer mit einem einzigen Chip zu verpacken,Die HDI-Technologie hat sich weiterentwickelt und bietet Lösungen für miniaturisierte ProdukteDie Spitze der HDI-Technologie ist das Verfahren, das von der Halbleiterindustrie für organische Flip-Chip-Verpackungen verwendet wird.Zwei verschiedene Märkte - IC-Substrate und Produktsystemintegration - überlappen sich und verwenden denselben Ultra-HDI-Herstellungsprozess (Abbildung 1).

Abbildung 1: Die herkömmliche PCB-Fertigung tritt in den Bereich der hochwertigen IC-Substratfertigung ein, die durch geometrische Formen von 30 um oder mehr gekennzeichnet ist (Quelle:IEEE HI-Roadmap)

Abbildung 2: Multichip und heterogene Integration haben viele verschiedene Paketsubstrate und -interposatoren geschaffen.Erweiterte PCBs und erweiterte Verpackungen, die Feinschallkomponenten verwenden möchten, erfordern UHDI-Geometrien.

Einleitung
Die beiden Märkte weisen unterschiedliche Merkmale und Spezifikationen auf, wobei die mittlere Position derzeit von hochdichten PCBs mit der Bezeichnung SLP (Semi-Conductor-like PCB, SLP) belegt wird.Der Unterschied besteht darin, daß die IC-Verpackung ein Bauteil für nicht spezifizierte Endanwendungen ist, während HDI das Ergebnis eines Systemintegrationsprodukts ist.die die IEEE heterogene Integration nennt (Abbildung 2)Um den Anforderungen dieser Struktur gerecht zu werden, wurde im Bereich der Substrate ein neues Element geschaffen - ein so genannter Interposer.
SLP gegen Interposer
Die Überschneidung der beiden unterschiedlichen Produkte ist die Grundlage für die Eigenschaften und technischen Spezifikationen von UHDI.Die 33-AP Ultra HDI-Abteilung der IEEE untersucht derzeit den UHDI-Standard aus der Perspektive der Systemintegration von PCB-Produkten, während SEMI und IEEE sich auf die Verwendung von Substratmaterialien wie Silizium konzentrieren,Glasfasern und flüssigen Dielektrika zur Verwendung von Zwischenteilern als Volumenkomponenten heterogener integrierter KomponentenSLP- und organische Interposatoren werden weiterhin Hochgeschwindigkeits-Laminate, Prepregs oder Filme mit geringem Verlust verwenden.
IC-Verpackungen verfügen über eine Vielzahl verschiedener Verpackungstechnologien.Der von der Semiconductor Industry Association (SIA) entwickelte Entwicklungsroutekaart prognostiziert, dass bis 2030, wird der Abstand zwischen den verpackten Bauteilen weiter auf 0,1 mm sinken, und der Linienbreite/Linienabstand wird sich auf 0,25um/0,25um entwickeln.Abbildung 3 zeigt die geometrische Struktur der beiden Märkte:
1Substrat und PCB

Abbildung 3: Für die heterogene Integration ist der Kompromiss zwischen dielektrischer Dicke und Linien-/Raumgeometrie (t/s) die überlappende Technologie von PCB, IC-Substrat und UHDI.WLP/PLP und Wafer-Zwischenlager-BEOL ((3)

2. Verpackung auf Substrat- und Waferebene (WLP)
3. organische WLP und Dual-Damascene WLP und 2,5D IC-Verpackung4. UHDI und Wafer-Level-Back-End-Of-Line (BEOL) WLP
Schlussfolgerung
Meine Prognose für die UHDI ist in Abbildung 3 dargestellt.Herkömmliche HDI konzentrierte sich zunächst auf die Einführung von winzigen Blindvias mit einem Durchmesser von < 150 um (6 mil) und Spuren mit einer Linienbreite/Linienabstand von 75 um/75 um (3mil/3mil)Die UHDI wird noch kleinere Mikrovia haben und die Linienbreite/Linienabstand wird von 50 um/50 um auf 5 um/5 um (0,2 mil/0,2 mil) l4 reduziert.

Was ist ein UHDI-PCB?

Es gab Druck, die Linienbreite und den Linienabstand zu verringern, da die Industrie mit modernster Technologie die Linienbreite und den Linienabstand von 8 auf 5 und dann auf 3 Millionen reduziert hat.Der Unterschied zwischen "damals" und "jetzt" besteht darin, daß die früheren Fortschritte weitgehend die gleichen Prozesse verwendet haben, Chemikalien und Ausrüstung zur Verringerung der Linienbreite und des Linienabstands von 8mil auf 3mil. Allerdings ist die Linienbreite und der Linienabstand von 3mil auf weniger als 1mil ein Quantensprung in der PCB-Technologie.die eine ganz neue Reihe von Prozessen und Materialien erfordert.
High Density Interconnect (HDI, Vorgänger von UHDI) erhöht die Dichte durch Verringerung der Leitungsbreite und des Leitungsstandes und verwendet hauptsächlich Durchlöcherstrukturen.HDI ist definiert als ein PCB mit einer oder mehreren der folgenden durchbohrenden Strukturen:: Mikrofolie, gestapelte und/oder abgestufte Mikrofolie, vergrabene Folie und blinde Folie, die alle mehrfach in Folge laminiert werden.Die PCB-Technologie entwickelt sich weiter mit kleineren Größen und schnelleren FunktionenHDI-Boards können kleinere Durchlöcher, Pads, Linienbreiten und Linienabstand, d. h. höhere Dichte, erreichen.Diese erhöhte Dichte erfordert auch eine Verringerung der Anzahl der Schichten, um einen kleineren Fußabdruck zu erzielenEin einzelnes HDI-Board kann beispielsweise die Funktionen mehrerer Standard-PCBs aufnehmen.Die traditionelle modernste Technologie ist seit geraumer Zeit mit 3 Millimeter Linienbreite und Linienabstandsfähigkeit festgefahren.Wir haben eine Reihe von Produkten entwickelt, bei denen die PCB-Flächenanforderungen für die heutigen Produkte immer strenger werden, aber es reicht immer noch nicht aus.001") Grenzwert für die LinienbreiteWir müssen aufhören, in Mil und Unzen zu sprechen und anfangen, in Mikrometern zu sprechen.Ultra-High-Density Interconnect (UHDI) ist eine sehr leistungsstarke Interconnect-Technologie.. Ultra-High-Density-Interconnect (UHDI) bezieht sich auf die Linienbreite und den Linienabstand von PCBs von weniger als 25 Mikrometern.nicht nur die X- und die Y-Achse schrumpfenDie Entwickler stehen vor der Herausforderung, die Gesamtgröße und Dicke von PCBs zu reduzieren, um diesen Bedürfnissen gerecht zu werden.
Subtraktive und additive Methoden
Seit der Entstehung der PCB sind Subtraktionsverfahren die wichtigsten
Das subtraktive Verfahren bezieht sich auf die selektive Erzeugung von Spuren und Merkmalen auf einem Kupferbeschichteten Substrat durch ein Galvanisierungsprozess.und dann entfernen oder subtrahieren die Basis Kupfer, um das Schaltkreismuster zu verlassenDer begrenzende Faktor des Subtraktionsprozesses ist die Dicke des Basiskupfers, das in der Regel eine ultradünne Folie von 2 oder 5 Mikrometern ist.Die unterste Kupferdicke definiert die kleinste Spur, die durch das Ätzen erreicht werden kannDiese Technologie hat es der Leiterplattenindustrie ermöglicht, 75 Mikron Linienbreiten und Linienabstand zu erreichen.und je näher an der Unterseite des SubstratsDie Größe der Spitze wird durch die Kupferdicke bestimmt; je größer die Dicke, desto dünner ist der Boden der Spitze.Diese Einschränkung ist die treibende Kraft hinter der Entwicklung der UHDI-Technologie.
Die UHDI-Additivtechnologie beginnt mit einem Substrat ohne Kupferfolie und fügt dem Substrat eine ultradünne 0,2-Mikron-Schicht flüssiger Tinte hinzu.und dann wird das Schaltmuster durch einen Galvanisierungsprozess erzeugtDer Unterschied zum heutigen herkömmlichen Verfahren besteht darin, daß nur 2 Mikrometer des Substrats geätzt werden müssen, um vertikale Spurenseitenwände zu erzeugen.

Averatek Corporation

SAP und mSAP
Seit einiger Zeit werden Halbadditivverfahren (SAP) und modifizierte Halbadditivverfahren (mSAP) entwickelt, wodurch die Produktionskapazität der Leitungsbreite und des Linienabstands auf 25 bis 75 Mikrometer erhöht wird.mSAP erschien erstmals in der IC-Trägerplattenindustrie und wird jetzt in großen Mengen in PCB-Fertigungsanlagen zur Herstellung von HDI-Produkten verwendetDiese Verfahren verwenden eine Basiskupferschicht von 2 bis 5 Mikrometer auf dem Substrat, um die Linienbreite zu reduzieren.2 Mikron flüssige Tinte in der A-SAP-Verarbeitung.
Sofort wie möglich
Der Pionier der UHDI-Verarbeitung ist Averatek, der das A-SAPTM-Verfahren auf den Markt gebracht hat.American Standard Circuits hat mit Averatek zusammengearbeitet, um eine Technologie zu entwickeln, die PCBs mit Leitungsbreiten und Leitungsabständen von weniger als 15 Mikrometern herstellen kannDie Vorteile der Anwendung des A-SAP-Verfahrens sind:
. deutlich reduzierte Größe und Qualität
·Verbesserte Zuverlässigkeit und Signalintegrität ·Verbesserte HF-Leistung
·Reduzierte Kosten·Biokompatibilität
Mit Hilfe des oben genannten Prozesses können Mobiltelefone und andere Geräte weiterhin in Größe schrumpfen und gleichzeitig ihre Funktionen erhöhen.Die Produktgröße schrumpft weiter und die Leistung verbessert sich schnellerDie UDHI hat eine glänzende Zukunft.

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