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AT&S Technologieforum Eingebettete Komponenten in der Leiterplatte

| Redakteur: Kristin Rinortner

Leiterplatten-Hersteller müssen sicherstellen, dass Elektronik in den vorgegebenen, immer kleiner werdenden Raum passt. Ein wesentlicher Schritt und Treiber ist dabei die Modularisierung.

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Bild 1: Einbetten von Cu-IMS (Insulated Metal Substrate) oder Cu-Inlay für ein verbessertes thermisches Management
Bild 1: Einbetten von Cu-IMS (Insulated Metal Substrate) oder Cu-Inlay für ein verbessertes thermisches Management
(Bild: AT&S)

Auf dem Red Bull-Ring in Zeltweg präsentierte AT&S im Rahmen des 13. AT&S Technologieforums vom 18. bis 19. Oktober 2016 Spitzen-Technologie rund um Verbindungslösungen. Eine Rekordbeteiligung von etwa 150 Kunden informierte sich über aktuelle Entwicklungen in der Elektronik- und Leiterplattenindustrie für die Bereiche Automotive-, Industrie- und Medizintechnik. Im Fokus der breit gefächerten Vorträge standen globale Megatrends und ihre Auswirkungen auf die Elektronikindustrie.

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Miniaturisierung und Modularisierung sind die Schlüsselbegriffe in der Verbindungstechnik, das wurde auch in der Keynote von Heinz Moitzi, COO bei AT&S deutlich. Was Aristoteles mit „Das Ganze ist mehr als die Summe der einzelnen Teile“ umschrieb, fasste Moitzi in der Formel 1+1 = 3 zusammen. Miniaturisierung kann nur durch immer höhere Packungsdichten der elektronischen Module erreicht werden, wobei Leiterplatten- und Halbleiter-Technologien verschmelzen.

In Zukunft wird es nur noch elektronische Module mit einer dreidimensionalen Packungsdichte geben – die Leiterplatte wandelt sich von der Platte zur dreidimensionalen Verbindungslösung. Hierbei übernimmt die Verbindungstechnologie neben der elektrischen und mechanischen Verbindung zusätzliche Aufgaben wie z.B. Wärmemanagement, HF und Miniaturisierung.

Dafür bieten die Österreicher eine Kombination von bestehenden mit neuen Technologien, die optimal aufeinander abgestimmt sind. So werden „Advanced Packaging“-Lösungen ermöglicht, die extrem kompakt und energieeffizient sind. Am Ende dieser Entwicklung steht dann idealerweise das All-in-one-Package.

Was kommt nach dem Gesetz von Moore?

Die fortschreitende Miniaturisierung führte Hannes Vorarberger, Group Manager R&D, weiter aus, gemäß der Frage „Was kommt nach dem Gesetz von Moore?“. Während man mit Anylayer-Leiterplatten und Substraten derzeit Leiterbahnbreiten von ca. 40 µm erreicht, geht der Trend in Richtung 10 µm und darunter.

Dafür werden neben subtraktiven auch additive Technologien wie MSAP (Modified Semi-Additive Process) genutzt. Intensiv geforscht wird an bisher limitierenden Faktoren wie dem gezielten Ätzen oder der Rauheit der Kupferfolien, um die weitere Miniaturisierung voranzutreiben.

Vorarberger ist der Meinung, dass es zukünftig „ins Package hinein geht“. So werden in den nächsten zehn bis 15 Jahren die Technologie-Grenzen zwischen Substrat und Main Board verschwimmen.

Anforderungen an die Basismaterialien

Die Leiterplatten-Technologie ist auch durch die steigenden Anforderungen an die Basismaterialien gekennzeichnet. Walter Pessl, Quality Supplier Engineering bei AT&S, betonte hier u.a. die steigenden thermischen Anforderungen, komplexeren Aufbauten, das Handling von verschiedenen Spannungen und Abständen sowie die Signalintegrität.

Gerade Highspeed- und HF-Applikationen haben hier hohe Ansprüche. AT&S arbeitet daran, die maximalen Betriebstemperaturen (MOT) zu erhöhen (z.B. mit FR15 auf 150°C), die Löt-Zuverlässigkeit zu verbessern sowie die CAF (Conductive Anodic Filament)-Festigkeit zu erhöhen. Dafür wurden und werden umfangreiche Untersuchungen mit verschiedenen Materialien durchgeführt.

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