Процес mSAP варто обговорити з виробником, коли потрібне трасування неможливо реалізувати за готових ширини й зазорів провідників, товщини міді та точності суміщення, доступних за практично здійсненного субтрактивного процесу. Це не замінює повного аналізу структури шарів: постачальник має підтвердити геометрію та допуски для конкретних діелектрика, мідної конструкції, виконання перехідних отворів і застосування.
Для підкладки корпусу ІС питання не обмежується тонкими провідниками. Конструкція має забезпечувати потрібні інтерфейси корпусу та отримання даних, необхідних для його кваліфікації. Друкована плата, подібна до підкладки ІС, може потребувати настільки ж ретельного контролю трасування, але забезпечувати інший інтерфейс, тоді як звичайна друкована плата може відповідати вимогам без напівадитивного процесу. У посібнику з високотехнологічних матеріалів і підкладок для друкованих плат докладніше розглянуто ці відмінності щодо матеріалів і кваліфікації.
Запитайте потенційних постачальників, яку конструкцію вони пропонують, яку готову геометрію можуть контролювати та які підтвердні дані можуть надати для фактичної структури шарів.
Що робить mSAP
Модифікований напівадитивний процес, або mSAP, — це сімейство процесів формування мідного рисунка, зазвичай заснованих на тонкому базовому шарі міді. У спрощеному вигляді виробник:
- Починає з конструкції з тонким базовим шаром міді.
- Наносить резист і формує в ньому рисунок, який визначає, де залишиться мідь.
- Гальванічно осаджує мідь на відкритих ділянках рисунка.
- Видаляє резист.
- Застосовує завершальне короткочасне травлення, щоб видалити небажану відкриту мідь між елементами.
Деталі залежать від конструкції та виробництва. Зокрема, мідь, що видаляється під час завершального травлення, не обов’язково обмежується початковим базовим шаром: частина осадженої міді також може бути видалена.
Короткочасне осадження та короткочасне травлення — різні операції. Короткочасне осадження додає тонкий шар міді, а короткочасне травлення її видаляє. Якщо в запиті на комерційну пропозицію (RFQ) використано термін «flash» без уточнення операції, важлива деталь процесу може залишитися неоднозначною.
Тонкий початковий шар міді зменшує кількість міді, яку потрібно видалити після осадження, хоча завершальне травлення все одно впливає на готові елементи.
Субтрактивний процес, mSAP і SAP — це сімейства процесів
У процесі, який загалом належить до субтрактивних, рисунок початкового шару міді формується шляхом видалення небажаної міді. Для тонших елементів отримані профіль провідника та зазори залежать від початкової конструкції й процесу травлення.
mSAP поєднує тонкий базовий шар міді з її осадженням за рисунком і подальшим видаленням відкритої міді. Напівадитивний процес, або SAP, також використовує осадження за рисунком і може передбачати видалення затравкового шару. Межа між цими назвами не визначається універсальною схемою процесу, а видалення затравкового шару не є винятковою ознакою одного сімейства.
Концептуальне порівняння процесів, не в масштабі. Формування перехідних отворів та інші етапи не показано; фактичні технологічні маршрути й готові профілі відрізняються.
Тому сама назва процесу не повідомляє проєктувальнику:
- Готову ширину провідника у відповідних точках його профілю.
- Готову товщину міді та зазори.
- Суміщення рисунка з перехідними отворами або сусідніми шарами.
- Розподіл допусків або критерії приймання.
- Придатність конструкції для конкретного застосування.
Попросіть постачальника описати запропоновану конструкцію шарів і перевірити готові елементи, а не робіть припущень на підставі назв «mSAP» або «SAP».
Чому готова геометрія важлива
Вимога до тонких провідників рідко зводиться лише до номінальних ширини та зазору. Профіль провідника, товщина міді й зазори взаємопов’язані: процес, який забезпечує номінальну ширину в одній конструкції, в іншій може потребувати іншого допуску або геометрії. Під час оцінювання адгезії міді та готової структури шарів також мають значення застосований діелектрик і стан його поверхні.
Гіпотетичний поперечний переріз
Припустімо, що на кресленні задано готову ширину провідника 20 µm з допуском ±2 µm, виміряну у верхній частині провідника. На репрезентативному поперечному перерізі ширина у верхній частині становить 20 µm, а біля основи — 24 µm. Верхній вимір відповідає саме цій вимозі до ширини, але сам по собі нічого не говорить про те, чи відповідають кресленню ширина біля основи, товщина міді або зазор до сусіднього провідника. Для цих параметрів потрібні власні задані межі та місця вимірювання.
Значення в прикладі вигадані, щоб проілюструвати питання вимірювання; вони не є правилом проєктування або показником можливостей постачальника. Узгодьте, як і де вимірюватимуться ширина та зазори, зокрема як переріз і метод вимірювання впливають на результат. Перевірте готовий профіль на відповідність електричному проєкту та повному набору критеріїв приймання.
Геометрія перехідного отвору додає ще одне обмеження. Вибрані способи формування та заповнення отвору мають бути сумісними з конструкцією шарів, розміром контактного майданчика, точністю суміщення та під’єднаним до нього трасуванням. Провідник може вміщуватися в топології, тоді як поєднання перехідного отвору, майданчика та припусків на суміщення — ні.
Електричні й теплові вимоги також можуть вплинути на рішення. Тонший провідник, який звільняє місце для трасування, може не забезпечувати геометрію міді, необхідну для електричного проєкту. Так само мідну конструкцію, вибрану для трасування, потрібно розглядати разом із тепловими вимогами проєкту. Ці компроміси слід оцінювати для конкретної конструкції; жодна назва процесу не гарантує певного електричного чи теплового результату.
Для планування структури шарів див. проєктування структури шарів друкованої плати. Для рішень щодо перехідних отворів див. планування глухих і прихованих перехідних отворів.
Допоміжна таблиця для прийняття рішень: співвіднесення вимог із підтвердними даними
Наведені нижче конструкції є прикладами, а не приписами щодо вибору процесу. Після аналізу проєкту постачальником для кожного проєкту може виявитися обґрунтованим інший процес.
| Приклад конструкції та визначальна вимога | Обговорення вибору процесу | Які підтвердні дані запитати |
|---|---|---|
| Підкладка корпусу: визначальним є щільне трасування до інтерфейсів корпусу | Запитайте, чи може запропонована субтрактивна конструкція, mSAP або SAP одночасно забезпечити трасування, суміщення та структуру перехідних отворів. Підтвердьте, як запропонована підкладка з’єднується з рештою корпусу. | Готовий профіль провідників і допуски за заданих товщини міді та діелектрика; суміщення з перехідними отворами та інтерфейсами; деталі формування й заповнення перехідних отворів; репрезентативні поперечні перерізи та критерії випробувань, що відповідають застосуванню. |
| Друкована плата, подібна до підкладки ІС: визначальними є тонке трасування та задана структура шарів плати | Порівняйте здійсненні конструкції, а не припускайте, що найменший номінальний елемент є найкращим вибором. Запитайте, як трасування, товщина міді, діелектрик і структура перехідних отворів впливають на запропонований процес. | Контрольована готова геометрія для структури шарів, зазначеної в пропозиції; критерії суміщення шарів і перехідних отворів; поперечні перерізи, що показують відповідні елементи; електричні та теплові підтвердні дані, відповідні заявленим вимогам. |
| Звичайна друкована плата: трасування здійсненне, але визначальними є електричні, теплові або комерційні обмеження | Перш ніж задавати mSAP, визначте, чи відповідає субтрактивна конструкція вимогам проєкту. Якщо ні, запитайте, які зміни геометрії або структури шарів роблять доцільним розгляд іншого процесу. | Структура шарів і допуски готової міді, критерії для перехідних отворів, методи випробувань і межі приймання, що стосуються проєкту; відповідь щодо здійсненності для запитаних кількостей і документації. |
Підкладка корпусу, друкована плата, подібна до підкладки ІС, і звичайна друкована плата мають різні інтерфейси та потреби у кваліфікації, навіть коли геометрія їхніх провідників виглядає подібною. Для проєктів на рівні плати посібник із вартості HDI-плат пояснює, як структури перехідних отворів, ламінування та рішення щодо структури шарів впливають на обсяг комерційної пропозиції.
Покажіть постачальнику щільні ділянки та визначте шари й інтерфейси, де потрібні найменші елементи. Поперечний переріз може допомогти перевірити фізичну конструкцію, але електричні й теплові вимоги потребують окремого оцінювання за відповідних умов. Якщо конструкція плати передбачає контрольований імпеданс, посібник із читання TDR-звіту за тестовим купоном імпедансу пояснює, що це вимірювання може і чого не може встановити щодо фактичних сигнальних трактів.
Підготуйте RFQ і порівняйте відповіді
Надайте кожному постачальнику однакову інформацію про проєкт і попросіть зазначити запропоновані зміни та припущення. За потреби включіть:
- Застосування, тип конструкції, інтерфейси корпусу або плати, стадію проєкту та кількості.
- Виробничі файли та контрольовані креслення із зазначенням щільних ділянок і критичних допусків.
- Послідовність шарів, вимоги до діелектрика та готову товщину міді, включно з будь-якими дозволеними замінами.
- Межі готових ширини, зазору та профілю провідників, місця вимірювання та критичне суміщення міді, перехідних отворів та інтерфейсів.
- Розташування й охоплення шарів перехідними отворами, вимоги до їх формування та заповнення, а також відповідні електричні, теплові й експлуатаційні умови.
- Необхідні методи контролю, порядок відбору зразків і критерії приймання, а також потрібні звіти, інформацію про матеріали й репрезентативні поперечні перерізи та строки їх надання.
Позначте попередні вимоги й запитайте, яких вхідних даних бракує для оцінювання здійсненності. У відповіді зверніть увагу на запропоновану конструкцію та шари, для яких застосовуються процеси формування тонких провідників. Перевірте, чи відповідають поперечні перерізи цій конструкції та як отримуватимуться підтвердні дані для вашого замовлення. Перш ніж погоджувати будь-яку зміну структури шарів, перевірте її відповідність вимогам до трасування та електричним характеристикам.
Для виробництва друкованих плат посібник із можливостей виробничого процесу пояснює, коли корисні статистичні дані та що потрібно перевірити перед їх інтерпретацією. Сама лише номінальна мінімальна ширина провідника не доводить, що постачальник може виконати всі вимоги креслення. Якщо потрібну характеристику неможливо перевірити, усуньте прогалину в підтвердних даних або перегляньте конструкцію до випуску у виробництво.
Ви можете запросити комерційну пропозицію або зв’язатися з APTPCB, щоб обговорити проєкт. Включіть наведені вище вимоги до конструкції та підтвердних даних, щоб команда могла оцінити запит; вибір процесу та здійсненність потрібно підтвердити для конкретної конструкції.
Визначте обсяг кваліфікації
Відокремлюйте підтвердні дані виробництва від кваліфікації готового корпусу або системи. Контроль розмірів і записи про конструкцію можуть допомогти оцінити виготовлену підкладку або друковану плату, але самі по собі не забезпечують кваліфікацію складеного корпусу чи готової системи.
Відповідальні команди мають визначити додаткові перевірки, потрібні для інтерфейсів та умов застосування, а також узгодити відповідальних і критерії приймання. Ця відмінність особливо важлива, коли підкладка корпусу з’єднується з більшим носієм або системною платою. Щоб дізнатися більше про цей інтерфейс, див. підкладки-носії CoWoS промислового класу.