MICRO-HYBRID TECHNOLOGIE-PORTFOLIO 2015 / 2016 ELEKTRONISCHE KOMPONENTEN & SYSTEME. Living microworlds.
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- Falko Schulze
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1 MICRO-HYBRID TECHNOLOGIE-PORTFOLIO 2015 / 2016 ELEKTRONISCHE KOMPONENTEN & SYSTEME Living microworlds.
2 Einleitung 2 Anwendungen / Märkte 4 PCB Printed Circuit Boards Dickschichtschaltungen LTCC Aufbau- und Verbindungstechniken SMD / THT Bestückung Lötmontage Mikromontage Schaltungsschutz 15 Testverfahren 16 Qualitätsstandards 17 Entwicklung 19 Facts and Figures 20 IMPRESSUM Herausgeber: Micro-Hybrid Electronic GmbH Konzeption und Text: Micro-Hybrid Electronic GmbH 3D Grafik: Freiform 3D, Rene Hanel Produktfotos: Andreas Vitting, Stefan Apel Grafikdesign: Katrin Coco & Natascha Köbel Micro-Hybrid Electronic GmbH 2015
3 ONE-STOP-SHOP für Mikrosysteme Entwicklung SMD Bestückung Suchen Sie nach einer smarten Lösung für den Aufbau Ihrer Elektronik; nach individuellen Möglichkeiten, um hohe Anforderungen bezüglich Stabilität und Zuverlässigkeit Ihrer Baugruppe zu erfüllen? Der Einsatz von Standardtechnologien der Elektronikproduktion löst Ihre Probleme nicht? Unsere Produkte und Technologien verbessern Ihr System! Gemeinsam schaffen wir technisch führende Lösungen, um für Sie echte Wettbewerbsvorteile zu erreichen. Unsere Leistungen und Produkte sind hochperformant und in jeder Hinsicht kundenspezifisch. ONE-STOP-SHOP: Wir bieten Ihnen von der Beratung und Entwicklung, dem Komponentendesign bis hin zur Serienfertigung die komplette Abwicklung der Supply Chain. Entscheiden Sie selbst, an welcher Stelle der Wertekette Sie einsteigen. Ihr spezifisches Mikrosystem von EINEM Lieferanten. Willkommen bei Living Microworlds. Mikromontage LTCC Tests Dr. Knuth Baumgärtel Geschäftsführer 2 /3
4 Anwendungen /Märkte Board Technologies n Al2O3 Dickschichtkeramik n LTCC n Mulitlayer für 3D Funktionen n Organische PCB (FRx, PTFE, Star-Flex, ) n AlN n Dünnfilm PCB Printed Circuit Boards Living microworlds. Messtechnik Industrie Medizintechnik Leistungselektronik Automotive Luft- und Raumfahrt Sonstiges Thermische Eigenschaften von keramischen Packaging Materialien niedrig Thermische Leitfähigkeit Maximale Betriebstemperatur Thermischer Ausdehnungskoeffizient hoch Keramische PCB weisen vorteilhafte Eigenschaften im Vergleich zu typischen Materialien der Mikrosystemtechnik auf. Insbesondere thermische Leitfähigkeit, Ausdehnungskoeffizient und Betriebstemperatur ermöglichen anspruchsvolle Mikrosysteme für raue Umgebungen. LTCC FR4 HTCC Al 2 O3 3 Si Si GaAs GaAs Metall Metall 4 /5
5 Dickschichtschaltungen Micro-Hybrid lorem ipsum dolor sit amet conem erat volutpat. Ut wisi enim ad minim veniam, quis nostrud exerci tation ullamcorper suscipit lobor sectetuer adipiscing elit, sed diam nonummy nibhe euismod tincidunt ut laoreet dolore magna aliam tis nisl ut aliquip ex ea commodo. n Siebdrucktechnik für Widerstände, Leiterbahnen, Kontaktsysteme und Mehrebenenverdrahtungsträger n Aktiver und passiver Laserabgleich n Siebdruck von Glasur und Schutzlack Standard Hybrid Double Sided Mixed Metal Substrat (Basisträger): Standardgröße: Al 2 O Au wire Au conductor (wire bonding) AgPd interface to Ag Standardmäßige Substratdicke: 0,25 1 mm AgPt / AgPd solderable Dielectric Overglaze to protect Resistors Siebdruck: Pastensysteme: Ausführung: Typische Schichtdicke ca μm AgPd, AgPt, Au, Widerstandspasten, Isolationen, Glasuren Monolayer Al 2 O 3 Multilayer, typ. 4 Layer Ag conductor for viafill and wiring Zweiseitendruck Al wire Dielectric Overglaze as solder stop or protection Widerstände: Metallisierte Durchkontaktierungen Dickschichtpasten auch temperaturabhängig für Sensoranwendungen Lasertrimmbar AgPt for AI wire / heavy wire or soldering 6 /7
6 LTCC Low Temperature Cofired Ceramics Processflow LTCC Green Tape Blanking Via Punching Laminating Collating/ Stacking Process Conductor Printing/Fine Line Via Filling Co-Firing Post Processing/ Post Firing Trimming Singulation/ Final Test Typischer Aufbau einer LTCC Baugruppe metallization for brazing Vias structured ceramic layers Bondpads stepped bonding planes cavity for chip element solderable metallization solder stop/ overglaze resistors inner layer metallization GND-Planes cutout for assembly on heat sink Anwendungsfelder für LTCC n Hochfrequenz-Schaltungsträger höchstmögliche Systemintegration n Medizintechnik Herausforderung Sterilisierbarkeit n Harsh Environment zum Beispiel Vakuum, Hochtemperatur n Hohe Integrationsdichte Realisierung in gestuften Kavitäten n Infrarot Detektoren und Emitter Sonderanwendung zur thermischen Entkopplung 8 /9
7 SMD / THT Bestückung Lötmontage AOI Automatische Bestückung Handbestückung Nichtautomatengerechter Bauteile Technische Details n Leiterplattengröße bis zu: 450 mm 500 mm n Chip (von 01005), SOIC, SOT, SOD, TSOP, MELF, CSP, QFP, BGA n Anschlussarmierung: Anschlüsse in SIL und DIL Ausführung mit Rastermaß 2,54 mm und 1,27 mm Bauteilreinigung n Automatische Prozessführung n Mit oder ohne Ultraschall n Lösemittel- oder wasserbasiert Prozessgeführtes Löten Selektivlöten Dampfphasenlöten Vakuumlöten Inertgaslöten Schutzgaslöten Bügellöten für Flex-Verbindungen Reflowlöten Manuelles Löten Handlöten bei nicht SMDgerechten Bauteilen, Sonderbauelemente und Spezialanschlüsse nach IPC / 11
8 Mikromontage Serienfertigung von kleinen bis mittleren Stückzahlen Aufbau komplexer miniaturisierter Systeme mit verschiedenen Technologien und Materialien in eigener Fertigung Produktserien bis Stückzahlen 1MIO pro Jahr Aufbau n Plasmabehandlung von Oberflächen (Halbleiter, optische Elemente, Konstruktionsteile) n Komplettierung zu Mikrosystemen n Chipmontage Halbleiterchips, LED, MMIC,, Klebstoffe, Sintermaterialien, Lote Starre und flexible Substrate MEMS Thermopile, Pyro, Emitter,... Optische Elemente Infrarotfilter, Linsen,... Spaltschweißen Drahtbonden n Aluminium-, Golddraht n Wedge-Wedge- Ultraschallverfahren n Bonden in Kavitäten n Fine-Pitch, Ribbon, Hochfrequenzanwendungen 12 / 13
9 Schaltungsschutz Für die Beständigkeit gegen Umwelteinflüsse und chemisch aggressive Atmosphären bieten wir verschiedene Technologien und Varianten einer schützenden Umhüllung oder Häusung an. Hermetischer Verschluss Metall-Glas-Gehäuse Keramik-Metall, Keramik-Keramik Gehäuse Ausheizen und Abpumpen für Vakuumanwendung Schutzgasfüllung Schweiß- und Lötverfahren Dichtigkeitsprüfung Groblecktest Helium-Feinlecktest Vakuum- und Schutzgaslöten Metall-, Keramikgehäuse, Infarot-Filter o. ä. Flussmittelfrei und behaftet Parylenbeschichtung Typ N, C, F Schweißverfahren Laserschweißen Widerstandsbuckelschweißen Passivierung / Glob Top Tauchumhüllung, Glasur, Schutzlack, Rahmen- und Becherverguss, Glob Top 14 / 15
10 Testverfahren Qualitätsstandards n Funktionstest n In Circuit Test n AOI n Klimalabor (Wärmelagerung, Thermoschock, feuchte Wärme, ) n Werkstoffprüflabor (Metallografie, Gefügeanlyse, Festigkeitsbestimmung,...) n Burn-In n Moderne 3D-Mikroskopie-Messverfahren für das Messen und Auswerten von mikromechanischen Bauteilen n Sichtkontrolle nach IPC 610 durch geschultes Personal mit Qualifikationsnachweis (ESA) n Fein- und Groblecktest zur Feststellung hermetischer Dichtheit n 100 % Endkontrolle mit Prüfzertifikat Zertifiziert n ISO / TS Automotive n ISO 9001:2008 n IPC 610 n HL3 - ECSS-Q-ST-70-08C Hochqualitatives manuelles Löten und In-House training Interne Standards n Online SPC (statistische Prozesskontrolle) n Traceability n 5 Why n Lean Management n integriertes ERP-System 16 / 17
11 Entwicklung Ziel unseres Entwicklungsansatzes ist die Optimierung der Produkt-Performance für einen echten Wettbewerbsvorsprung. Im Rahmen unserer Applikationsberatung finden wir gemeinsam mit Ihnen die optimale Kombination aus technologischen Möglichkeiten zur Realisierung des idealen Produktes. Projekte, die allein mit gewöhnlichen Fertigungsstandards und Methoden nicht realisierbar sind, werden so Wirklichkeit. Dabei lassen wir uns auch von harsh environments nicht aufhalten. Ihr Einstieg ist an individuell unterschiedlichen Stadien des Entwicklungsprozesses möglich: Ob Ideen-, Konzept- oder Entwicklungsphase. Wir kombinieren Ihr Wissen zur Produktanforderung synergetisch mit unseren technologischen Kompetenzen. Um an Ihr gewünschtes Ziel zu gelangen, setzen wir im Rahmen unserer Prozessentwicklung auch auf die Anpassung und Weiterentwicklung bestehender Technologien und Abläufe. Verbund- und Kooperationsprojekte mit namenhaften Universitäten und Instituten liefern uns regelmäßig neue Impulse zur Erweiterung unseres Portfolios. Tools n Elektroniksimulation analog / digital n Thermische- und Flowsimulation n Mikrosystem CAD n n Hard- und Softwaredesign für analoge und digitale Schaltungstechnik Schaltungslayout für PCB, Dickschicht und LTCC Schaltungen Entwicklungs Know-How mit Methode n Six Sigma n FMEA n Lean Management n Ishikawa n Mechanik CAD n Metallografische Analysemethoden n Prototypen- und Musterfertigung ab 1 Stück 18 /19
12 Facts and Figures MICRO-EPSILON UNTERNEHMENSGRUPPE : 100 MIO Jahresumsatz : 800 Mitarbeiter weltweit : 10% jährliches Wachstum : Unternehmensnetzwerk für Hochpräzisionssensorik und Messtechnik : Synergien durch verschiedene Entwicklungsund Produktionsstätten innerhalb der Gruppe International Sales 2014 Europa Asien Amerika Micro-Hybrid Electronic GmbH n 5000 qm Produktionsfläche Davon 600 qm für drei Reinräume Klasse 7 (ISO ) / Klasse (Fed. Stand. 209 d) n Jährliches Wachstum von > 10 % Seit Unternehmensgründung vor 23 Jahren n 5 Millionen Euro Investition in Innovation und Wachstum Business Segments 2014 Annual Sales and Forecast MIO EURO 20 8,8 10,2 9,5 10, ,1 HOLDING COMPANY Mikrosystemtechnik Infrarot Komponenten
13 Micro-Hybrid Electronic GmbH Heinrich-Hertz-Straße Hermsdorf GERMANY Phone Telefax Mail contact@micro-hybrid.de Web Living microworlds.
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