Jenaer Leiterplatten GmbH. Darstellung der Technologie zur Herstellung von LP mit erhöhten Anforderungen. Seite 1

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1 Jenaer Leiterplatten GmbH Darstellung der Technologie zur Herstellung von LP mit erhöhten Anforderungen Seite 1

2 Vorwort Die zunehmende Dichte von elektronischen Bauteilen und die damit einhergehende Miniaturisierung, stellen neben der technischen Funktion vor allem an die Leiterplattengeometrie neue, höhere Anforderungen. Die nachfolgende Auswahl an Prozessschritten soll zeigen mit welchen technischen Möglichkeiten und Technologien wir diesen Anforderungen gerecht werden. Seite 2 Stand: Juni 2012

3 Agenda 1. FR4 - Basismaterial 2. Layouterstellung Fototechnik 3. Multilayer verpressen 4. Röntgenbohren - Registrierung 5. Bohren 6. Galvanik 7. Ätzen 8. AOI 9. Lötstoplack 10. Fräsen Seite 3 Stand: Juni 2012

4 1. FR 4 - Basismaterial Grundlage - Dimensionsstabilität Verwendung von gefülltem Material mit niedrigen Ausdehnungskoeffizienten Verstärkung / Stabilität in der Z-Achse wird vorrangig durch Einsatz von Füllstoffen erreicht Einhaltung der Glasgeweberichtung für alle Laminate und Prepregs à Kette-Schuß Seite 4 Stand: Juni 2012

5 1. FR 4 - Basismaterial Dimensionsänderungen Verbund Glas, Harz, Füllstoffe, Kupfer à Ausdehnungskoeffizienten Füllstoffe begünstigen Feuchtigkeitsaufnahme thermische und nass-chemische Prozesse führen teilweise zu nichtlinearen und irreversiblen Veränderungen Dimensionsänderung durch Produktionsprozesse beeinflussen die Auswahl der Fertigungsnutzengröße und die Kompensation der Filmwerkzeuge Seite 5 Stand: Juni 2012

6 1. FR 4 - Basismaterial Auswirkung je größer die Fertigungsformate um so größer die Auswirkung von Dimensionsänderungen auf das Toleranzfeld des einzelnen PCB Verwendung kleinerer Fertigungsformate für hohe Maßgenauigkeit à trotz wirtschaftlicher Aspekte Beispiel: 4 Lagen Multilayer Größe: 7,5 mm x 11,5 mm Dicke: 0,5 mm Leiterbahnbreite: 119 µm Leiterbahnabstand: 97 µm Restring: 90 µm Innenliegende Bohrungen: d = 80 µm Sacklochbohrung beidseitig: d= 120 µm Format 302 x 457 mm für minimale Dimensionsabweichungen und optimale technologische Belegung Seite 6 Stand: Juni 2012

7 2. Layouterstellung - Fototechnik Innenlagenbelichtung Fotoresist = Ätzresist Filmherstellung erfolgt mit Streckwerten zur Kompensation der Schrumpfung nach dem Pressen Plotten mit höchster Auflösung à Kantenschärfe hohe Passgenauigkeit Top zu Bottom ± 5 µm durch optische Ausrichtung hohe Genauigkeit der Innenlagen ergeben eine gute Deckungsgleichheit im verpressten Multilayer und damit hohe Prozesssicherheit und Qualität im Endprodukt Seite 7 Stand: Juni 2012

8 3. Multilayer- verpressen Dimensionsstabilität und Laminataufbauten Streckung der Layoutdaten um Dimensionsänderungen zu kompensieren Kundennutzensrand mit Füllkupfer zur Erhöhung der Dimensionsstabilität Einsatz von 1080 Prepregs unterhalb der Kupferfolien für möglichst niedrige Oberflächenwelligkeit auf den Außenlagen Typ 1080 / Dicke. 0,053 mm Typ 2116 / Dicke 0,094 mm Typ 7628 / Dicke 0,173 mm Seite 8 Stand: Juni 2012

9 4. Röntgenbohren - Registrierung Prozesssicherheit nach dem Verpressen - Kontrolle Lagenversatz und Dimensionsstabilität über Röntgenbohrsystem Deckungsgleichheit der einzelnen Lagen wird ermittelt, geprüft und bewertet Seite 9 Stand: Juni 2012

10 4. Röntgenbohren - Registrierung durch automatisches Vermitteln bzw. Korrektur der Versatzwerte wird der optimale Bohrreferenzpunkt für alle Layer erfasst und gebohrt Referenzbohrung ist Ausgangspunkt für die Bohrkoordinaten der gesamten Leiterplatte für eine Bohr-Freigabe muss der verbleibende, minimale Restring nach dem Vermitteln > 75 µm sein Seite 10 Stand: Juni 2012

11 5. Bohren Technologie Feine Lösungen verbinden. Bohren von Microvias < 0,2mm ausschließlich im 1-er Stapel à Vermeidung Bohrerverlauf für weitere LP im Stapel Gewebe-Knotenpunkte können zur Ablenkung der Bohrer bei Bohrereintritt führen Bohren von Durchgangs- und Sacklöcher in der gleichen Einspannung (Versatz beim Ein- und Ausspannen) optische Registrierung über Kamera für das Bohren der zweiten Seite Seite 11 Stand: Juni 2012

12 Feine Lösungen verbinden. 6. Galvanik Galvanischer Cu - Aufbau vollautomatischer Galvanoautomat mit Multiprogramm geringer Strom mit längerer Verweilzeit à Cu-Verteilung Anschlagkupfer für schnelles Schließen der Kupferschicht verstärkte Warenbewegung für bessere Durchflutung von Micro-vias ständige Überwachung aller Anlagen und Gleichrichterfunktionen Seite 12 Stand: Juni 2012

13 7. Ätzen Layoutgeometrie höchste Auflösung der Layoutfilme für hohe Kantenschärfe des Ätzresistes für Einhaltung der geforderten Ätzgeometrien 2 x ätzen mit drehen der Fertigungsnutzen (Ober- Unterseite) intermittierendes Ätzmodul zur Kompensation des Pfützeneffektes auf der Plattenoberseite Freigabemuster vor Serienfertigung Seite 13 Stand: Juni 2012

14 8. AOI Automatische Optische Inspektion Zwischenprüfung 100 % Prüfung Innen und Außenlagen Orbotech DISCOVERY 8200 mit Anbindung an das CAM-System maschinelle Kontrolle der Leiterplatte gegen Kundendaten Verifizierung angezeigter Fehler in Gut / Schlecht Seite 14 Stand: Juni 2012

15 9. Lötstoplack Technik LSM-Bereich klimatisiert Filmerstellung unter gleichen Klimabedingungen dadurch keine temperaturbedingten Dimensionsänderung beidseitige Belichtung mit optischer Ausrichtung der Filme zum Layout und /oder Bohrung in Zukunft werden top und bottom Filme separat ausgerichtet und mit Power LED (Kaltlicht) belichtet Seite 15 Stand: Juni 2012

16 10. Fräsen klimatisierter Arbeitsraum für stabile und hohe Maschinengenauigkeit Fräsen auf vollautomatischen Maschinen mit spielfreien Linearantrieben auf allen Achsen optische Ausrichtung der Fräskontur zum Layout und/oder Bohrung über Kamerasystem Verschieben bzw. Ausrichtung der Fräsprogramme zur Lage der Leiterplatte auf dem Maschinentisch Seite 16 Stand: Juni 2012

17 10.1 Kontakt bezogenes Tiefenfräsen Muster Muster Seite 17 Stand: Juni 2012

18 11. Zusammenfassung Aktive Zusammenarbeit von Entwickler, Designer und Leiterplattenhersteller, sowie Detailkenntnisse über Material und Prozesse sind notwendig um Leiterplatten bzw. Baugruppen, wenn benötigt, mit höchsten Genauigkeiten zu realisieren. Wir bieten Mitarbeit beim Produktkreationsprozess. Fordern Sie uns! Seite 18 Stand: Juni 2012

19 Fazit Nur durch optimale Ausnutzung aller Ressourcen und technischen Möglichkeiten sind die Anforderungen an die moderne Leiterplatte auch in Zukunft zu bewältigen. Vielen Dank! Seite 19 Stand: Juni 2012

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