本文專訪Averatek公司的Tara Dunn。Tara Dunn回答了如何界定超HDI（Ultra HDI，簡稱UHDI）技術的具體問題，簡述了Averatek專有的半加成法工藝以及UHDI與其他技術的主要區別。還討論了設計師是否真的需要學習UHDI技術及制造商對此項技術的看法。如果讀者對UHDI技術能力也有一些疑問，想了解這項技術對設計意味著什么，希望本次采訪能夠給出你想要的答案。

問：如何界定UHDI？以密耳或微米為單位的線寬限值是多少？

答：這是一個非常好的問題。從目前來看，線寬限值對不同的公司有著不同的意義，主要還是取決于其目前的HDI能力。IPC已組建了UHDI工作組，他們給出的定義中，設計一定要符合以下參數中的至少一項：線寬小于50μm，線距小于50μm，介質厚度小于50μm，微通孔直徑小于75μm，才可被認為是UHDI技術。

問：Averatek研發出了A-SAP半加成法工藝，能夠生產UHDI。你能否明確mSAP和A-SAP之間的區別？這個差別對設計師和工程師而言意味著什么？

答：SAP的全稱是半加成法工藝（semi-additive process），是一種在超薄的銅上可生產出走線圖形的工藝。mSAP和A-SAP工藝相比，常見的區別之一在于初始銅厚度。

一般來講，初始銅厚度大于等于1.5μm，就屬于mSAP（改良半加成法工藝）。mSAP使用的銅比其他SAP工藝略厚一點，因為它需要更多的蝕刻，對線寬、線距和走線側壁都會產生影響。在進行極大批量生產高度專用化的工廠，mSAP工藝通常可生產30μm的特征。這項技術普遍應用于智能手機。

Averatek的A-SAP工藝可應用于更薄的化學鍍銅層，一般情況下化學鍍銅層為0.2μm，制造商可以在如此薄的銅層上生產出更精細的特征。如果制造商配備了先進的成像設備，就能用這項技術實現1μm的線寬和線距。通常，PCB制造商目前使用的設備能成像12.5μm的走線。這項技術還有助于改善信號完整性。因為基底銅足夠薄，所以對走線側壁的影響也降到最低，大幅提高了對線寬的控制能力，進而提高了阻抗控制容差。

mSAP和A-SAP的另一個區別在于走線高度與寬度之比。mSAP工藝可使其達1:1，而A-SAP工藝會大于等于2:1。例如25μm寬的走線，高度可能為40μm。因其可改善信號完整性，吸引了業界的廣泛關注。

問：設計UHDI與設計普通PCB或HDI有什么不同之處？

答：我有時候擔心設計師認為自己必須學習全新的設計方法才能完成UHDI設計。我認為，UHDI設計與設計師第一次學習用撓性材料沒有什么太大差別。大多數環節都與剛性材料設計相同，只要了解不同的具體分項以及原因，那么采用新技術就變得容易多了。

也就是說，這項技術確實給了行業一次重新構想PCB設計方法的機會。人們一直以來面臨的限制因素就是無法將線寬和線距減少到75μm以下，以此為緊密的BGA等器件留出足夠的布線空間。長期以來，必須采用盲孔、埋孔、堆疊微通孔和交錯排布微通孔來實現目標，于是，層壓循環次數也會相應變多。SAP工藝及更精細的走線，節省出了更多寶貴的板面積，使設計變得更加簡潔，還可重置技術學習曲線。

采用UHDI技術進行設計的方法有很多，取決于設計師的特殊偏好。有些設計師偏向于整體微型化，不論是PCB尺寸還是厚度。而有些設計師則更注重通孔可靠性，更注重減少層壓次數，甚至會犧牲板面積來加大孔尺寸，將HDI結構調整為貫穿通孔結構。

再來看剛才所說的撓性電路，順便說一下，可以通過包括撓性材料在內的多種材料完成SAP工藝，而且并不是PCB設計中的所有層都需要采用SAP工藝構建。各層可以使用不同的工藝，可采用減成法工藝構建電源層及接地層或含有75μm以上特征的層。

問：UHDI有哪些優點？

答：主要的優點有4項。

與目前使用的減成法蝕刻工藝相比，UHDI能大幅減小產品的尺寸和質量，生產出的PCB可以更小、更薄。

提高可靠性：層數減少、層壓次數減少以及對微通孔的依賴度降低等因素，都可提高產品的可靠性。

改善信號完整性：正如上文所說，走線高度與寬度之比增加，給PCB設計師提供了更大的發揮空間，而對特征尺寸的嚴格控制也可以改善對阻抗的控制。

降低成本：這一點可能聽起來比較反直覺，很難在對比成本時做到絕對公平。采用UHDI技術，層數和層壓次數都會減少，PCB整體尺寸也會減小，所有這些因素都可以簡化設計、提高良率，降低成本。

生物兼容性：A-SAP工藝可完全去除銅箔，可在介質上添加一層薄化學鍍銅層。這項工藝不僅限于可生成銅層，還可生成金和鉑導電層。這項技術使用聚酰亞胺或LCP，為醫療應用提供了生物兼容解決方案。

問：目前，設計和制造UHDI的設計師和制造商面臨哪些難題？

答：我認為最大的難題是設計師和制造商都要經歷的學習歷程。制造商需要學習使用新工藝，雖然這種構建走線的工藝并不難，但確實還需要與其他的工藝融合。例如，如何實現焊盤內通孔的新電鍍工藝？孔中電鍍的銅層厚度是多少？客戶的設計不同，使用的方法也有所不同。制造商很清楚要用不同的方法去滿足客戶的需求， UHDI技術也不例外，需要通過思考和經驗積累來不斷完善。

我們剛才也提到了，從設計的角度來看還是存在很多問題。如何才能控制好這些精細走線的阻抗？順便說一句，業界已有專門有助于了解這個問題的白皮書。何種材料可以與這一工藝兼容？哪些應用適合使用減成法蝕刻工藝，哪些應用適合使用SAP工藝？是否有可靠性數據？這只是一些常見的初始問題。

問：有沒有介紹UHDI設計方法的資源？比如書籍、網站和專業指導老師等？估計很多公司都是帶著疑惑找到Averatek尋求幫助。

答：有的，我們確實解答了很多問題，這也是我在Averatek的工作中最喜歡的職責之一。同時，我們還會與一些真正想深入了解如何實現這些精細特征的PCB設計師展開合作。這些設計師也將要開辦培訓項目，發表論文，在研討會上做專題講座，幫助有需要的人加快學習歷程。

Averatek官網的信息中心是很適合了解入門基礎的地方，公司上傳了很多相關的白皮書和文章。很多以PCB為主的貿易展會也在舉辦SAP專題活動。還有一些相關的網絡研討會，主辦方既有制造商，也有像Orbotech這樣的設備供應商。

問：對于那些想要轉而采用UHDI技術的設計師，你有什么建議？

答：我的建議始終都是：一定要與制造商保持密切合作。這條建議適用于剛開始采用HDI技術進行設計的新人，剛開始用撓性材料或剛撓結合材料進行設計的新人，同樣適用于剛開始采用UHDI技術進行設計的新人。

了解制造商的生產能力，讓他們協助指導完成整個設計。他們有豐富的生產經驗，并且也樂于幫助PCB設計師設計出符合可制造性的部件。