Technology Life Cycle Technologie Aus- & Rückblick Status quo der laufenden R&D Projekte

Transkript

1 GLOBALISIERUNG NEW WORK MOBILITÄT INDIVIDUALISIERUNG URBANISIERUNG NEO-ÖKOLOGIE Technology Life Cycle Technologie Aus- & Rückblick Status quo der laufenden R&D Projekte SILVER SOCIETY KONNEKTIVITÄT NEUES LERNEN Hannes Voraberger Group Manager R&D GESUNDHEIT

2 Flexibilisierung Trends in der Elektronikindustrie Miniaturisierung Module / Packages High Speed / Hohe Frequenz Leistungselektronik / Hohe Ströme Herstellungsprozesse / Geschäftsmodelle

3 Werte Strategische Felder Ziel Technologie - Neue innovative Produkte der AT&S Steigerung des Anteils neuer Produkte am Umsatz (abgeleitet von den Anwendungen aus den Megatrends) + Miniaturisierung Module Hochfrequenz Wärmemanagement Leistungselektronik Flexible Elektronik Herstellungsprozesse / Geschäftsmodelle Kooperationen / Partnerschaften Ressourcenschonender Umgang Qualität Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 2

4 Technologie - Kontinuierliche Miniaturisierung der Leiterplatte Vision: All in one Package Konsequente Fortsetzung der Entwicklungen der letzten Jahre Jahr PCB Technical Development min. L/S [µm] 1982 Multilayer Microvia Anylayer Advanced Packaging Anylayer Substrate 10 Future All in one Package < 10 Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 3

5 Key Development Areas Interconnect Density Mechanical Integration Functionality Integration Printed Solutions Development in AT&S in 4 Key Development Areas New Products New AT&S Products Strategic Targets Miniaturization Eco-Friendly Products Integration Concepts Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 4

6 Produkt / Technologie Entwicklung Entwicklungs-Roadmap gibt die Projekte und deren Zeitleiste vor Neue Produkte und Technologien Kernentwicklungsfeld Interconnect Density Wire Bond Board (WBB) Kompressor03 Heat Spread Subtractive 25 Substrates Mechanical Integration Rout-out Cavity (2.5D ) Advanced LED substrate (ADLED) Board on Board (2.5D ) HF 25 GHz HF 45 GHz HF 60 GHz Functionality Integration New ECP Products for div. applications Power Packages Security Modules Printed Solutions Sens Sub Partial Multilayer Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 5

7 AT&S Innovation Technologielebenszyklus Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 6

8 Marktanteil [%] End of Life einer Technologie bei AT&S Einseitige Leiterplatte aus dem Sortiment genommen Marktanteil einseitige Leiterplatte Europa Jahr Verlagerung der Produktion von einfachen Leiterplatten nach Asien Verstärkt durch die Wirtschaftskrise halbierte sich der Marktanteil 2009 in Europa Beginn 2013 wurde Ende dieser Technologie bei AT&S bekannt gegeben Kunden wurden bis heuer mit Produkten beliefert und in dieser Zeit auf alternative Produkte umgestellt Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 7

9 AT&S steigt in ein neues Technologiesegment ein IC-Substrate Marktentwicklung IC Substrate market [Mio. US$] Der IC-Substrate Markt ist ein überdurchschnittlich wachsender Markt Es gibt nur wenige Spieler, die die hohen Anforderungen im Bereich Qualität und Prozessgenauigkeit erfüllen können Nur mit einem kompetenten Partner ist ein Eintritt in diesen Markt möglich e 13e 14e 15e 16e Source: JMC Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 8

10 Was sind IC-Substrate? Haupteinflussfaktoren 1 2 Performancesteigerung (Moores Law) Reduktion der PCB Größe (Trend: Miniaturisierung) 1 3 Techn. Parameter (~25µm) (Physikalische Grenze) Chip (40nm 10nm) Substrate (15µm 7µm) Abb.: Mikroprozessor 2 PCB (50µm-25µm) 3 Größendimensionen: Menschl. Haar 100µm Mitochondrion 1µm DNA 1nm Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 9

11 Technologische Anforderung Große technologische Herausforderung in diesem Segment in Bereichen: Miniaturisierung Prozessierung Zuverlässigkeit Viele Synergien mit Entwicklungen der nächsten Jahre in anderen Bereichen wie Industrie- Medizin- und Automobilelektronik! Quelle: Prismark Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 10

12 Projektstatus Chongqing zum Start Equipment Installation Zertifizierung GJ 2012/13 GJ 2013/14 GJ 2014/15 GJ 2015/16 GJ 2016/17 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Q1 Q2 Q3 Q4 Start Volumenproduktion Werks- und Produkt- Spezifikation Start Training Start Equipment Charakterisierung Start Equipment Bestellungen Fertigstellung der Infrastruktur Bisherige Investitionen bis zum : 111 Mio. * *Anlagenzugang zum Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 11

13 Impressionen aus Chongqing Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 12

14 AT&S Innovation Interconnect Density Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 13

15 Overview Project target Ultra-thin anylayer engine board Manufactured with modified etching technology On HDI mass volume equipment 30µm L/S fine line design will be ready for samples production in 2015 Development Specifications BGA pitch 0.3 mm + 2 lines/pitch L/S 30/30 µm FVIAs 70 µm (50µm) Board thickness ca. 0.7 mm (low Dk material) Build-up 12 Layer Anylayer Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 14

16 Project Results 30µm L/S on 22µm Cu EF distribution: min. 4 max. 5 EF Avg: 4.3 Productivity demonstrated Cpk 1.05 Cp 1.48 Alternativ Application: Thick Copper Etching Example: 50µm L/S on 35µm Cu Status: Development Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 15

17 Challenge for thin boards: dielectric properties Impedance Calculation for Low Dk FR4 material D k = 3.5 Track width w = 40 µm Copper thickness t = 16 µm Considered tolerances w: +/-20 % (+/- 3.5 µm) t: +/-20 % (+/- 1.6 µm) d: +/-10 % D k : +/-5% (+/-0.1) + 4 Ohms compensation for stripline acc. to AT&S Impedance Correction Table Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 16

18 Enhancing thermal conductivity Moving away heat from components to other areas of module is getting vital (spreading heat) Solutions based on material are currently available however show negative impact on electrical behavior of product AT&S Solution: Integration of dielectric layers with very high thermal conductivity in PCB-build Patent Pending Material: e.g. Diamond like Carbon (DLC) thermal conductivity of DLC up to 500 W/mK Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 17

19 AT&S Innovation Modular Integration Concepts Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 18

20 Rigid-flex development Ultra-thin Rigid-flex & Anylayer Rigid-flex Merging HDI and Rigid-flex state-of-the-art design rules High Potential for electrical and mechanical miniaturization Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 19

21 Cavity development Edge plating of cavity walls Integration of Shielding function Assembly in cavity Test vehicle for Assembly Repair Reliability Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 20

22 AT&S Innovation Embedding and Advanced Packaging Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 21

23 Power level (W) ECP - EmPower Targets New Concept DC/AC 50kW EmPower Demonstrators Production Embedding of high power semiconductors Embedding of driver IC close to power semiconductors Heavy copper IMS on both sides = double-sided heatsink Metal sinter paste for interconnection for power ECP core and IMS kW 10 2 long term W (Pedelec) short term /19 Technology Readiness New Concept 50W manufacturing Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 22

24 EmPower - Scope and demonstrators Development of a near to surface embedding technology in order to realize high efficient power packages by minimizing thermal and electrical resistance with galvanic copper and silver sinter interconnections. 3 Demonstrators: Power Package (50W, 100V, 20A) Benchmark with D²Pack B6-Bridge with DC/AC converter for Pedelec application in a low power range (500W, 12-48V, 20A) DC/AC converter for a 50kW electric motor for electric vehicles (50kW, V, 200A) Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 23

25 EmPower Multilateral Project Duration: Sept Aug Project Coordinator: Hannes Stahr Project Leader AT&S: Mike Morianz Consortium of 7 partners & 2 subcontractors: AT&S Continental STMicroelectronics TU Vienna TU Berlin/IZM ATOTECH ILFA Subcons: Fundico, mftec Technology Life Cycle / Hannes Voraberger / 11. AT&S Technologieforum 24

26 AT&S first choice for advanced applications AT & S Austria Technologie & Systemtechnik Aktiengesellschaft Fabriksgasse13 A-8700 Leoben Tel +43 (0) info@ats.net