MSAP PCB: Płytka drukowana z addytywną warstwą miedzi łączona z podłożem

MSAP PCB-Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na tworzenie mniejszych urządzeń przy jednoczesnym upakowaniu w nich większej ilości technologii, istnieje potrzeba opracowania bardziej kompaktowych płytek PCB. Obecnie w zastosowaniach wymagających małych obwodów drukowanych stosuje się płytki HDI (High-Density Interconnection), ale nie są one jeszcze wystarczająco małe. Istnieje jednak rozwiązanie. mSAP PCB pozwala na dalszą miniaturyzację, dzięki czemu mogą pomieścić więcej komponentów, pozostawiając więcej miejsca na baterie i inne części w urządzeniach przenośnych.

Poniżej szczegółowo omówiliśmy tę technologię i to, jak różni się ona od konwencjonalnej metody trawienia.

MSAP PCB-Czym są SAP I mSAP?

SAP i mSAP to wschodzące technologie w płytach PCB typu flex, rigid i rigid-flex. Aby zrozumieć te dwie technologie, musimy krótko zdefiniować proces trawienia subtrakcyjnego.

Trawienie subtrakcyjne jest tradycyjną techniką produkcji PCB. Polega na rozpoczęciu od laminatu (miedź i poliimid), zwykle o masie 0,25 uncji lub większej. Następnie, wzór obwodu jest formowany poprzez wytrawienie niechcianej miedzi w celu utworzenia wzorów/śladów miedzianych.

Jednak SAP (Semi Additive Process) polega na dodaniu warstwy miedzi do dielektryka w celu utworzenia wzoru obwodu. Jest to więc proces addytywny (stąd nazwa).

Technologia mSAP (Modified Semi Additive Process) różni się od SAP jedynie formowaniem warstwy miedzi zalążkowej. Na SAP warstwa ta jest nieco cieńsza, a do jej wykonania fabrykanci wykorzystują proces flashowej miedzi bezelektrodowej. Natomiast w mSAP laminar zaczyna się od stosunkowo grubszej warstwy miedzi związanej z podłożem.

Jakie są korzyści z zastosowania SAP i mSAP?

Możliwość wykonywania galwanizowanych otworów przelotowych z pierścieniami spawalniczymi o podobnej wielkości lub bez pierścieni (idealne rozwiązanie dla dużych galwanizowanych otworów przelotowych)

Tworzy drobniejsze ślady niż trawienie subtrakcyjne (cienkie linie o szerokości 5um i mniej).

Możliwość tworzenia płytek PCB o wysokim współczynniku kształtu z ciaśniejszymi elementami (odpowiednie dla płytek z grubą powierzchnią miedzi i grubą ścianą miedzi)

Wytwarza czyste i proste ślady (nie trapezowe).

Różnice między procesami SAP, mSAP i konwencjonalnymi procesami subtrakcyjnymi PCB

SAP i mSAP mają pewne podobieństwa, ale różnią się od procesu trawienia subtrakcyjnego w następujący sposób.

MSAP PCB-Trawienie subtrakcyjne

Proces ten tworzy cienkie linie poprzez pokrycie warstwy miedzi rezystorem wytrawiającym. Dodatkowo, zawiera on proces fotolitografii do obrazowania. Fotolitografia pomaga określić obszary, w których należy zachować miedź i gdzie należy wytrawić nieobrobiony materiał.

Głównym problemem przy trawieniu subtrakcyjnym jest to, że obróbka chemiczna przy trawieniu pionowym rozpuszcza miedź poziomo wzdłuż ścian śladu.

Dlatego ślady obwodu wydają się trapezowe z punktu widzenia przekroju z kątem 25-45° od podstawy. Taki kształt śladu obwodu może stwarzać problemy z niezawodnością impedancji dla częstotliwości 5G.

MSAP PCB-Additive

Technologia addytywna polega na wykorzystaniu procesu galwanizacji miedzi do formowania śladów miedzianych na płytce drukowanej ze wzorem obwodu. Skupia się ona głównie na bezelektrodowym pokryciu miedzią i zdolności łączenia między miedzią a podłożem.

Ten proces produkcji jest prosty, ponieważ nie wymaga laminatu pokrytego miedzią. Dodatkowo, nie trzeba się martwić o dyspersję galwaniczną z powodu bezprądowego pokrycia miedzią. Istnieją dwa warianty wytwarzania addytywnego.

SAP

Celem Semi Additive Processing było opracowanie drobniejszych linii/geometrii śladów. Polega ono na tym, że na laminacie pokrytym miedzią najpierw nakłada się warstwę miedzi, a następnie ponownie galwanizuje, jednocześnie pokrywając obszary, które nie wymagają galwanizacji. Proces ten znany jest jako pattern plating. Część Semi Additive powstała z powodu wymogu wtórnego pokrycia miedzią.

MSAP PCB-mSAP

mSAP jest podobny do SAP, ponieważ definiuje geometrie śladów przy użyciu fotolitografii. Pamiętaj, że proces subtraktywny robi to chemicznie. Dlatego tworzy proste, pionowe linie z większą precyzją, co skutkuje śladami w kształcie prostokąta wzdłuż przekroju. Taka konstrukcja maksymalizuje gęstość obwodu i umożliwia precyzyjną kontrolę impedancji przy minimalnych stratach sygnału.

mSAP rozpoczyna się od nałożenia na podłoże płytkiej warstwy miedzi, a następnie zaprojektowania negatywnego wzoru. Następnie miedź jest galwanizowana do wymaganej grubości, po czym usuwana jest warstwa miedzi zalążkowej.

W skrócie, SAP i mSAP są takie same. Jednak SAP zaczyna się od cieńszej, bezelektrodowej warstwy miedzi nasiennej o grubości mniejszej niż 1,5 um. Z drugiej strony, mSAP zaczyna się od stosunkowo grubej warstwy miedzi nasiennej o grubości większej niż 1,5 um.

Potencjalne zastosowania wytwarzania addytywnego

Rynek smartfonów jest głównym obszarem zastosowań mSAP, ponieważ urządzenia te wymagają coraz mniejszych opakowań w miarę rozwoju.

Urządzenia medyczne również wymagają tej technologii, ponieważ wymagają redukcji przestrzeni i wagi, zwłaszcza przy opracowywaniu implantów/protez. Technologia ta pomaga tworzyć projekty PCB o wysokiej gęstości, co zmniejsza liczbę warstw i liczbę cykli laminacji.

Kompaktowe projekty płyt głównych dla smartfonów są wynikiem połączenia wytwarzania addytywnego z dominującą technologią trawienia subtrakcyjnego. Połączenie to uwolniło więcej miejsca, aby pomieścić większe baterie, a jeśli jest to możliwe przy użyciu obu technologii, to co dopiero przy użyciu samego mSAP?

MSAP PCB-Tendencja do zmniejszania szerokości śladu

Konwencjonalna technologia trawienia subtrakcyjnego może tworzyć ślady o szerokości około 40-100μm, podczas gdy ślady mSAP mogą mieć szerokość około 20-40μm. Linie SAP są najcieńsze ze wszystkich, mierząc w przybliżeniu 5-20μm szerokości.

Oprócz tego, że są cienkie, precyzyjnie kontrolowany kształt tych miedzianych linii poprawia integralność sygnału poprzez minimalizację szumów i przesłuchów.

Jednak koszt produkcji SAP i mSAP jest wysoki, więc skala produkcji jest niewielka. Dlatego też technologia ta jest obecnie opłacalna dla układów scalonych. Jednak wraz z postępem technologii, powinna ona z czasem stać się tańsza i przyspieszyć rozwój 5G, IoT i innych technologii.

Podsumowanie

Mimo, że mSAP jest kosztownym procesem warstwowania śladu miedzi, jest to nowa i wschodząca technologia. Dlatego koszt technologii wytwarzania ostatecznie się zmniejszy, torując drogę do szybkiego rozwoju krytycznych technologii, takich jak 5G. Mamy nadzieję, że ten artykuł był wnikliwy. Jeśli masz jakieś uwagi, zostaw wiadomość, a my skontaktujemy się z Tobą asap.