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जब से ह्यूलेट-पैकर्ड ने 1982 में अपने पहले 32-बिट कंप्यूटर को एक एकल चिप द्वारा संचालित करने के लिए उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट (एचडीआई) बनाया है,एचडीआई प्रौद्योगिकी का विकास जारी है और लघु उत्पादों के लिए समाधान प्रदान करती हैएचडीआई प्रौद्योगिकी का सबसे आगे का पहलू अर्धचालक उद्योग द्वारा कार्बनिक फ्लिप-चिप पैकेजिंग के लिए उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया बन गई है।दो अलग-अलग बाजार - आईसी सब्सट्रेट और उत्पाद प्रणाली एकीकरण ओवरलैप कर रहे हैं और एक ही अल्ट्रा-एचडीआई (यूएचडीआई) विनिर्माण प्रक्रिया का उपयोग कर रहे हैं (चित्र 1).

चित्र 1: पारंपरिक पीसीबी विनिर्माण उच्च अंत आईसी सब्सट्रेट विनिर्माण के क्षेत्र में प्रवेश कर रहा है, जिसकी विशेषता ज्यामितीय आकारों के बराबर या 30 um से अधिक है (स्रोतःIEEE HI-Roadmap)

चित्र 2: मल्टी-चिप और विषमतापूर्ण एकीकरण ने कई अलग-अलग पैकेज सब्सट्रेट और इंटरपोजर बनाए हैं।उन्नत पीसीबी और उन्नत पैकेज जो ठीक-पीच घटकों का उपयोग करना चाहते हैं, उन्हें यूएचडीआई ज्यामिति की आवश्यकता होती है.

परिचय
दोनों बाजारों में अलग-अलग विशेषताएं और विनिर्देश हैं। मध्यभूमि वर्तमान में उच्च घनत्व वाले पीसीबी द्वारा कब्जा कर लिया गया है जिसे एसएलपी (सेमीकंडक्टर जैसे पीसीबी, जिसे एसएलपी के रूप में संदर्भित किया जाता है) कहा जाता है।अंतर यह है कि आईसी पैकेजिंग अनिर्दिष्ट अंत अनुप्रयोगों के लिए एक घटक हैलेकिन समय और विकास ने अर्धचालक घटकों के लिए एक प्रणाली एकीकरण रणनीति पेश की,जिसे आईईईई हेटरोजेनिक इंटीग्रेशन कहता है (चित्र 2)इस संरचना की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, सब्सट्रेट के क्षेत्र में एक नया तत्व बनाया गया था - इसे एक इंटरपोसर कहा जाता है।
एसएलपी बनाम इंटरपोजर
दोनों अलग-अलग उत्पादों के ओवरलैप में यूएचडीआई की विशेषताएं और तकनीकी विनिर्देश निहित हैं।आईईईई के 33-एपी अल्ट्रा एचडीआई अनुभाग वर्तमान में सिस्टम एकीकरण पीसीबी उत्पादों के दृष्टिकोण से यूएचडीआई मानक का अध्ययन कर रहा है, जबकि एसईएमआई और आईईईई सिलिकॉन जैसे सब्सट्रेट सामग्री का उपयोग करने पर ध्यान केंद्रित कर रहे हैं,ग्लास फाइबर और तरल डाईलेक्ट्रिक्स, जो कि विभेदक एकीकृत पैकेज घटकों के उच्च मात्रा वाले तत्वों के रूप में इंटरपोज़रों का उपयोग करते हैंएसएलपी और ऑर्गेनिक इंटरपोजर उच्च गति, कम हानि वाले पीसीबी लेमिनेट, प्रीप्रिग या फिल्म का उपयोग करते रहेंगे।
आईसी पैकेजिंग में विभिन्न प्रकार की पैकेजिंग प्रौद्योगिकियां रही हैं। सिलिकॉन ब्रिज और चिपलेट्स की शुरूआत उन्हें पीसीबी एसएलपी से और अलग करती है।सेमीकंडक्टर इंडस्ट्री एसोसिएशन (एसआईए) द्वारा विकसित विकास रोडमैप में भविष्यवाणी की गई है कि 2030 तक, पैक किए गए घटकों के बीच की दूरी 0.1 मिमी तक गिरती रहेगी, और लाइन चौड़ाई/लाइन दूरी 0.25um/0.25um तक विकसित होगी।चित्र 3 दोनों बाजारों के ज्यामितीय संरचना ओवरलैप को दर्शाता है:
1सब्सट्रेट और पीसीबी

चित्र 3: विषम एकीकरण के लिए, डायलेक्ट्रिक मोटाई और लाइन/स्पेस (टी/एस) ज्यामिति के बीच व्यापार-बंद पीसीबी, आईसी सब्सट्रेट, यूएचडीआई की ओवरलैपिंग तकनीक है।डब्लूएलपी/पीएलपी और वेफर इंटरपोसर-बीईओएल (BEOL)) (3)

2सब्सट्रेट और वेफर लेवल पैकेजिंग (WLP)
34. यूएचडीआई और वेफर लेवल बैक-एंड-ऑफ-लाइन (बीईओएल) डब्ल्यूएलपी
निष्कर्ष
यूएचडीआई के लिए मेरी भविष्यवाणी चित्र 3 में दिखाई गई है।पारंपरिक एचडीआई ने शुरू में <150 um (6 mil) के व्यास के साथ छोटे अंधेरे व्यास और 75 um/75 um (3mil/3mil) के लाइन चौड़ाई/लाइन अंतराल वाले निशानों को पेश करने पर ध्यान केंद्रित कियायूएचडीआई में और भी छोटे माइक्रोविया होंगे और लाइन चौड़ाई/लाइन अंतर 50 यूएम/50 यूएम से घटाकर 5 यूएम/5 यूएम (0.2 मिली/0.2 मिली) कर दिया जाएगा।

एचडीआई पीसीबी क्या है?

लाइन चौड़ाई और लाइन दूरी को कम करने का दबाव रहा है क्योंकि उद्योग ने अत्याधुनिक तकनीक को लाइन चौड़ाई और लाइन दूरी को 8 मिलीलीटर से घटाकर 5 मिलीलीटर और फिर 3 मिलीलीटर कर दिया है।"तब" और "अब" के बीच का अंतर यह है कि पहले की प्रगति ने काफी हद तक एक ही प्रक्रियाओं का उपयोग किया है, रसायनों और उपकरणों को लाइन चौड़ाई और लाइन अंतर को 8 मिलीलीटर से घटाकर 3 मिलीलीटर करने के लिए।प्रक्रियाओं और सामग्रियों के एक पूरे नए सेट की आवश्यकता.
उच्च घनत्व इंटरकनेक्ट (एचडीआई, यूएचडीआई का पूर्ववर्ती) लाइन चौड़ाई और लाइन अंतर को कम करके घनत्व बढ़ाता है, और मुख्य रूप से छेद संरचनाओं का उपयोग करता है।एचडीआई को एक पीसीबी के रूप में परिभाषित किया गया है जिसमें एक या अधिक निम्नलिखित छेद संरचनाएं होती हैं: सूक्ष्म-फ्लाय, स्टैक और/या स्टेज्ड माइक्रो-फ्लाय, दफन फ्लाय और अंधा फ्लाय, जिनमें से सभी को एक पंक्ति में कई बार लेमिनेट किया जाता है।पीसीबी प्रौद्योगिकी छोटे आकार और तेज़ कार्यों के साथ आगे बढ़ रही हैएचडीआई बोर्ड छोटे छेद, पैड, लाइन चौड़ाई और लाइन स्पेसिंग, यानी अधिक घनत्व प्राप्त कर सकते हैं।इस बढ़े हुए घनत्व के लिए एक छोटे पदचिह्न को प्राप्त करने के लिए परतों की संख्या में कमी की आवश्यकता होती हैउदाहरण के लिए, एक एकल एचडीआई बोर्ड कई मानक पीसीबी के कार्यों को समायोजित कर सकता है।पारंपरिक अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी काफी समय से 3 मिलियन लाइन चौड़ाई और लाइन अंतराल क्षमताओं में फंस गई है।, लेकिन यह अभी भी आज के उत्पादों के लिए आवश्यक तेजी से सख्त पीसीबी क्षेत्र प्रतिबंधों को पूरा करने के लिए पर्याप्त नहीं है। यह वह जगह है जहां यूएचडीआई आता है। यूएचडीआई क्या है? जैसे ही हम 1 मिलीलीटर (0.001") लाइन चौड़ाई सीमा, हम मिल और औंस में बात करने के लिए बंद करने की जरूरत है और माइक्रोन में बात करने के लिए शुरू करते हैं। संदर्भ के लिए, एक 3 मिलीमीटर चौड़ाई निशान 75 माइक्रोन है, तो एक मिलीमीटर चौड़ाई निशान 25 माइक्रोन है। आम तौर पर बोलते हुए,अल्ट्रा-हाई-डेंसिटी इंटरकनेक्ट (यूएचडीआई) एक बहुत ही शक्तिशाली इंटरकनेक्ट तकनीक है।अल्ट्रा-हाई-डेंसिटी इंटरकनेक्ट (यूएचडीआई) पीसीबी की लाइन चौड़ाई और लाइन दूरी को 25 माइक्रोन से कम संदर्भित करता है। जैसे-जैसे इलेक्ट्रॉनिक उत्पाद सिकुड़ते रहते हैं, पीसीबी का आकार भी सिकुड़ता जा रहा है,न केवल एक्स अक्ष और वाई अक्ष सिकुड़ रहे हैंडिजाइनरों को इन जरूरतों को पूरा करने के लिए पीसीबी के कुल आकार और मोटाई को कम करने की चुनौती का सामना करना पड़ता है।
घटाव और योजक विधियाँ
पीसीबी के जन्म के बाद से, घटाव प्रक्रियाएं मुख्य रूप से पीसीबी के उत्पादन के लिए उपयोग की जाती हैं।
उत्पादन तकनीक. घटाव प्रक्रिया एक इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया के माध्यम से एक तांबे-प्लाटेड सब्सट्रेट पर निशान और सुविधाओं के चयनात्मक उत्पादन को संदर्भित करती है,और फिर सर्किट पैटर्न छोड़ने के लिए आधार तांबा को हटाने या घटानेघटाव प्रक्रिया का सीमित कारक आधार तांबे की मोटाई है, जो आमतौर पर 2 माइक्रोन या 5 माइक्रोन की अति पतली पन्नी होती है।तल तांबे की मोटाई सबसे छोटा निशान है कि उत्कीर्णन प्रक्रिया के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है परिभाषित करता हैयह तकनीक है जिसने पीसीबी उद्योग को 75 माइक्रोन लाइन चौड़ाई और लाइन अंतर प्राप्त करने में सक्षम बनाया है।और सब्सट्रेट के नीचे के करीब, जितना संकीर्ण निशान होता है, उतना ही कॉपर का आकार तांबे की मोटाई से निर्धारित होता है; मोटाई जितनी अधिक होगी, निशान का तल उतना ही पतला होगा।यह सीमा यूएचडीआई प्रौद्योगिकी के विकास के पीछे की प्रेरक शक्ति है.
यूएचडीआई एडिटिव तकनीक तांबे की पन्नी के बिना एक सब्सट्रेट के साथ शुरू होती है और सब्सट्रेट के लिए तरल स्याही की 0.2 माइक्रोन की अल्ट्रा पतली परत जोड़ती है। एक चयनात्मक ट्रेस पैटर्न लागू किया जाता है,और फिर सर्किट पैटर्न एक इलेक्ट्रोप्लेटिंग प्रक्रिया के माध्यम से उत्पन्न किया जाता हैइस समय पारंपरिक प्रक्रिया से अंतर यह है कि ऊर्ध्वाधर निशान साइडवॉल बनाने के लिए सब्सट्रेट के केवल 2 माइक्रोन को उत्कीर्ण करने की आवश्यकता है।

Averatek Corporation

एसएपी और एमएसएपी
अर्ध-संयोजक प्रक्रिया (एसएपी) और संशोधित अर्ध-संयोजक प्रक्रिया (एमएसएपी) कुछ समय से विकसित की जा रही हैं, जिससे लाइन चौड़ाई और लाइन अंतर की उत्पादन क्षमता 25 से 75 माइक्रोन तक बढ़ गई है।mSAP पहली बार आईसी वाहक बोर्ड उद्योग में दिखाई दिया और अब एचडीआई उत्पादों का उत्पादन करने के लिए पीसीबी विनिर्माण संयंत्रों में बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता हैइन प्रक्रियाओं में लाइन चौड़ाई में कमी प्राप्त करने के लिए सब्सट्रेट पर 2 से 5 माइक्रोन की बेस कॉपर परत का उपयोग किया जाता है। हालांकि, 1 माइक्रोन से नीचे रूटिंग के लिए अल्ट्रा-पतली 0 के उपयोग की आवश्यकता होती है।ए-एसएपी प्रक्रिया में 2 माइक्रोन तरल स्याही परत.
A-SAP
यूएचडीआई प्रसंस्करण का अग्रणी Averatek है, जिसने A-SAPTM प्रक्रिया को बाजार में पेश किया है। A-SAP "Av-eratek Semi-Additive Process" का संक्षिप्त नाम है और इस तकनीक में उद्योग का नेता है।अमेरिकन स्टैंडर्ड सर्किट्स ने Averatek के साथ सहयोग किया है ताकि ऐसी तकनीक विकसित की जा सके जो 15 माइक्रोन से कम लाइन चौड़ाई और लाइन अंतर के साथ पीसीबी का उत्पादन कर सकेए-एसएपी प्रक्रिया का उपयोग करने के लाभ निम्नलिखित हैंः
. आकार और गुणवत्ता में काफी कमी
·उन्नत विश्वसनीयता और संकेत अखंडता ·उन्नत आरएफ प्रदर्शन
·कम लागत•जैव संगतता
उपरोक्त प्रक्रिया का उपयोग करते हुए, मोबाइल फोन और अन्य उपकरण अपने कार्यों को बढ़ाते हुए आकार में सिकुड़ना जारी रख सकते हैं।उत्पाद का आकार लगातार घटता जा रहा है और प्रदर्शन में तेजी से सुधार हो रहा हैयूडीएचआई का भविष्य उज्ज्वल है।

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