PCB-Technologien für moderne Elektronik. Referent: Christian Ranzinger, CTO CONTAG AG

Ähnliche Dokumente
Leiterplatten Entwicklungen, Praxis & Forschung. Referent: Christian Ranzinger, CTO CONTAG AG

Webinar: HDI 2 HDI in Perfektion Optimaler Einsatz der HDI Technologie Würth Elektronik Circuit Board Technology

Webinar Drahtbonden 2016

UNTERNEHMEN. Forschungsschwerpunkt Technologien der Mikroperipherik 1

Webinar: HDI Design Empfehlungen HDI Design Guide. Würth Elektronik Circuit Board Technology

IPC Teil: 4. Basis Material für HDI. Eine grosse Auswahl

Embedding Technologie Design Guide

Coole Konzepte Wärmemanagement und Kühlung in der Leiterplatte

Leistungselektronik Schweizer Electronic AG SE/ SM Weitergabe und Veröffentlichung nur mit Zustimmung der Schweizer Electronic AG Seite 1

Weitergabe und Veröffentlichung nur mit Zustimmung der Schweizer Electronic AG Seite 1

Leiterplattentechnologien. Hartwig Jäger

Starrflex 2016 Wir bauen an unserer gemeinsamen Zukunft Seite 1

Hohe Ströme in sicheren Bahnen.

Dipl.-Ing. Martin Sachs, DB Electronic Daniel Böck GmbH

Webinar: Wärmemanagement 2013 Würth Elektronik Circuit Board Technology

Über Schoeller-Electronics

Multilayersysteme. Voraussetzung für die schnelle Verarbeitung hoher Datenraten. Arnold Wiemers

Webinar HDI Microvia Technologie - Kostenaspekte

Webinar 2013: Verbesserte Signalintegrität durch impedanzangepasste Leiterplatten

1 Überblick zur Entwicklung der Leiterplattentechnologie

Smart p² Pack Status update. Schramberg,

Innovative PCB Solutions. Sparen Sie Zeit und Kosten Schweizer Qualität zu Ihrem Vorteil. THE PCB CHALLENGE Doing it together

Insulated Metallic Substrate (IMS-Leiterplatten)

Kostentreiber der Leiterplatte Seite 1

Leiterplatten Europaproduktion

Insulated Metal Substrate (IMS) im Porträt. Seite 1

Webinar 2014: Vorteile für Starrflex & Co.: Impedanzkontrolle für gute Signalintegrität. Würth Elektronik Circuit Board Technology

Jubiläumswebinar: Worauf es ankommt Seite 1

CONday Hochfrequenz-Technologie Einfluss von Prozess- und Materialtoleranzen auf das Hochfrequenz-PCB-Design

INNOVATION IN NEUER DIMENSION.

IPC Normungen zum Bereich Micro Vias/HDI

Hightech in der Leiterplatte

WEdirekt. Der Online-Shop. von Würth Elektronik Seite 1

Regionalgruppe Berlin HDI - Signalintegrität

Unternehmens-Vorstellung

Webinar. Projektplanung & EDA-Vorführung.

20 Jahre HDI Technologie Wie geht es weiter?

Starrflex Basismaterialien und deren Eigenschaften

Stand der Technik von PCB Technologien für Hochstromanwendungen

Signalintegrität: Impedanzanpassung in Verbindung mit der Entflechtung von BGAs Seite 1

Fertigungsgerechtes Design dfm

Häusermann, Light&Building, Frankfurt - Halle 4, Stand G14. HSMtec-Leiterplatten attraktive Alternative zur IMS-Technologie

WÜRTH ELEKTRONIK / Wärmemanagement

IL3 Innenlage 35µm Kupfer. 1x1080 FR4 1x2116 FR4 Bot L4 Außenlage 35µm Kupfer

Technologies for Innovative Solutions.

Dickkupfer Leiterplatten und deren Einsatz

HSMtec. Intelligente Leiterplatten für Hochstrom- Wärmemanagement und 3D-Anwendungen. Copyright, Häusermann GmbH, 2011

TEPZZ A T EP A2 (19) (11) EP A2 (12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

Herzliches Willkommen der FED Regionalgruppe Nürnberg Dienstag 21. März Dipl. Ing. Jürgen Westenkirchner

Embedded Component Technology Zukunftsweisende Lösungen

Aufbau- und Verbindungstechnik für optische Sensoren in der Medizintechnik. Gregor Woldt / Werner Schneider MPD GmbH Dresden

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

Multilayer-Bauplan. CAD und CAM Spezifikationen. Multilayer-Bautyp 4M15FR4I93K35

3D-MID Komponente in einem Radarsensor zur adaptiven Geschwindigkeitsregelung

Neue Möglichkeiten für den Aufbau von. Medizintechnik

Medical Equipment. Power inside.

Webinar. ECT Best Practice: Wie gehe ich ein Leiterplatten-Projekt mit eingebetteten Komponenten an?

SCHOTT Electronic Packaging erweitert Keramik-Kompetenz

AN-DOCKEN statt STECKEN

Wir beflügeln Prototypen.

FR4 Semiflex - billiger als ein Kabelbaum?

HDI Leiterplatten. Publikationen

LEITERPLATTEN- HERSTELLUNG

Weitergabe und Veröffentlichung nur mit Zustimmung der Schweizer Electronic AG Seite 1

HDI Leiterplatten Technologie

CONday Hochfrequenz-Technologie

Leiterplatten mit oberflächenmontierten Bauelementen

Kurze Einführung zum Begriff HDI

Was versteht man unter HighTech- Baugruppen? Wo werden sie eingesetzt? Telekommunikation. Computer. Aufbau- und Verbindungstechnik

Automatic PCB Routing

High Brightness LED-Streifen

Kundenspezifische Lösungen Starre, flexible und starr-flexible Leiterplatten für höchste Qualitätsansprüche

HSMtec Hochstrom- und Wärmemanagement auf Leiterplatten

Leiterplattenpraxis. Beispiele Layout und Produzierfähigkeit

Kostenfaktoren bei der Herstellung von Leiterplatten

Design Konferenz Niedernhall

Basiskonstruktionen für starrflexible

Umsetzung von Systemen auf Leiterplattenbasis. Würth Elektronik Circuit Board Technology

Wege in die 3. Dimension von Leiterplatten. FED-Regionalgruppe Österreich

Optische Aufbau- und Verbindungstechnik in der elektronischen Baugruppenfertigung

Webinar: Wärmemanagement, ein entscheidender Faktor bei der Entwicklung von LED-Anwendungen Würth Elektronik Circuit Board Technology

SMT 2008 <Optics meets Electronics>

Kontaktierung kleinster Testpunkte (150µm) mit Vision Guided Fine-Pitch Contacting Station basierend auf NI IMAQ

Schoeller-Electronics GmbH Tel: +49(0) Marburger Straße 65 Fax: +49(0) Wetter

Leiterplatten-Basismaterialien für erhöhte Anforderungen. Dr.Erwin Christner

Webinar: Thermische Simulation hilft bei der Auswahl des richtigen Wärmemanagementkonzeptes Würth Elektronik Circuit Board Technology

IPC Teil: 3A. IPC Richtlinien für Design von HDI. Die Geburt der HDI Leiterplatte

Die Zuverlässigkeit von Lötverbindungen in Abhängigkeit von ihrem Porenanteil

Statusseminar MNI/MAG 18./ Projekt MANOS

Fähigkeiten der IPC-Richtlinien für Leiterplatten der Klassen 3 und 3/A

Koppelkonzept planarer Wellenleiter für optische Bussysteme

Leiterplatten für hohe Leistungen, Ströme und Temperaturen

HSMtec als Basis moderner LED-Technik

Prozeße, Möglichkeiten und Strategien für komplexere Baugruppen. Das Pluggen von Leiterplatten

Printed Polymer Eine Alternative zur SMD-Bestückung. Seite 1

INTEGRIERTE ANSCHLUSSTECHNIK IN-SERIE

Keramik Gehäuse. minitron. elektronik gmbh

O-Flexx Technologies. Thermoelektrische Generatoren Ein variabler Leichtbauansatz

Wir beflügeln Prototypen.

Transkript:

PCB-Technologien für moderne Elektronik Referent: Christian Ranzinger, CTO CONTAG AG

Industrietrends Aktuelle IPC-Studie adressiert folgende Schwerpunkte (Mix aus Anforderung und Lösung) Miniaturisierung Leistung (Dickkupfer, Wärmemanagement) Packungsdichte (HDI: High Density Interconnect) Embedding (Aktive und passive) Flexible und starr-flexible PCB Bleifrei-Technologie Halogenfrei-Technologie LED s Optoelektronik Gedruckte Elektronik

Kleinster Bohrdurchmesser Allgemeine Entwicklung der Komplexität Parameter für HDI-Schaltungen Strukturweiten (Line/Space) Anzahl der Lagen Durchmesser der Kontaktierungen, Kontaktierungsdichte Nutzung von Blind- und Buried Vias SBU-Aufbauten 0,40mm Stacked Via-Technologie Via In Pad-Technologie Cu-Filled Micro-Vias Einfache Schaltungen, 1- und 2-seitig Mittlere Komplexität, 2-seitig und Multilayer Via In Pad 0,20mm 0,10mm 0,05mm High End PCB Hohe Komplexität (HDI), Multilayer Zwischenwelt Chip-PCB: IC-Packages, IC-Substrates, Interposer 25µm 75µm 125µm 300µm Strukturweiten Cu Filled Blind Via

F & E-Trends/Projekte bei CONTAG Projekt Innovativer Lagenaufbau Technologischer Inhalt Unsymmmetrische Aufbauten mit Rückstrom- Vias für HF-Anwendungen Glaslaminat Optische Leiterplatte Einbetten von vollflächigen Glaslayern mit Wellenleiterstrukturen HF-Toleranzen (Folgeprojekt Lagenaufbau) Einfluss von Fertigungs- und Prozesstoleranzen auf die HF-Eigenschaften Knieprothese Kinematik, Antriebe, Energiespeicher und Sensorik Embedding in Starr-Flex-PCB Hybrid-Vias Optische Vias (Folgeprojekt Glas) HHK Embedded Hochstrom-Wechselrichter (Wechselstromrichter in der MW-Klasse auf Basis kaskadierter Keramik-Substrate mit gesinterten Hochstrom-Mosfets und eingebetteten Komponenten) Skinvivo (Dehnbare Leiterplatten aus PU mit gedruckten Sensoren) HF-Flex 100GHz-Verbinder für Interposer (PI/LCP-Flex-Starrflexe) Exoskelett Aktives Jacken-Orthesensystem (Aufbau- und Verbindungskonzept für Sensorik, Steuerung, Motoransteuerung und Energiemanagement) Einbettung von Hochfrequenzschaltungen für Signalraten bis 1 Tbit/s und Verlustleistungen bis 2W/mm 2 Plastisch verformbare Leiterplatte (Thermoplastic Printed Circuit Board) Optische Koppelstellen und elektrische Vias in Glas/FR4-Hybridaufbauten IMS-Technologie mit Embedding Wearables für den Sport/Medizinbereich HF-optimierte Layouts auf Flex- und Starr- Flex-Schaltungen Wearables & Starr-Flex mit Embedding HDI mit Strukturen <50µm mit Embedding 3D-Leiterplatte

Technologien zwischen Entwicklung und Anwendung Embedding Starr-Flex IMS/Thermomanagment Opto-elektronische Boards Wearables MID/3-D HDI/SBU Institute, F&E, Feasibility Pilotprojekte Etablierte Technologie Oftmals liegen die Innovationen in den Verbesserungen technologischer Details und Machbarkeiten sowie den Verknüpfungen bekannter Technologien (z.b. IMS + Starr-Flex) Technologietreiber für CONTAG sind Kundenprojekte und öffentliche F&E-Projekte in Konsortien

Opto-elektrische Boards Treiber: Signalintegrität, höchste Takt- und Datenraten Konventionelle Aufbauten mit glasfaserverstärktem Epoxydharz und Kupfer als elektrischem Leiter Vollflächig integrierte Dünnglaslagen als Innenlagen Hybrider Aufbau mit n-elektrischen Lagen Höchste Designfreiheit im elektrischen und optischen Layout Flexibilität und Freiheitsgrade bzgl. opto-elektrischer Bauelemente Mittels Ionendiffusion eingebrachte Lichtwellenleiter Technologische Herausforderungen Einbringen der Lichtwellenleiter mittels Ionendiffusion (Sputtermaske aus Chrom, Hochtemperatur- Salzschmelze) Handling der Dünngläser (<0,30mm) Lamination des hybriden Verbundes Einbringen mechanischer Öffnungen für die elektrischen und optischen Vias Elektrische Kontaktierung des Glases Konturbearbeitung der fertigen PCB Thermische und mechanische Zuverlässigkeiten (Gefahr lateraler Glasrisse, Durchkontaktierungen, etc.)

Opto-elektrische Boards MT-Koppelelement Design Funktionsdemonstrator Umlenkelement Glaslage mit integrierten LWL-Strukturen Optisches Koppelfenster Stack Up

HDI & Feinstleiter, Beispiele Projekt HF-Flex : Backdrill, Strukturen <50µm Space 45 µm

Wärmemanagement MCS (Metal Core Substrate)/IMS (Insulated Metal Substrate) Thermomanagement - Leiterplatte Aufnahme, Verteilung und Ableitung hoher Verlustleistungen Dicke Metallkerne aus Kupfer oder Aluminium Als außen- oder innenliegende Kerne mit elektrischer Lagenzahl 1 n möglich LED-Beleuchtungsanwendungen, Hochstrom-Leiterplatten etc. Übliche Wärmeleitfähigkeitswerte 1 5W/m*K (Standard-FR4 ca. 0.3, Kupfer >240, Alulegierung ca. 160 Typisches IMS-Substrat IMS-Semiflex

Wärmemanagement - Beispiele IMS-Starr-Flex mit Alukern IMS-mit Kupferkern, Sacklöchern und Kavitäten

Wearables PU-Substrate, selbst erzeugt (Lamination PU-und Kupferfolien) Höchste Flexibilität/Dehnbarkeit (>10%) Layout/Kupferlagen werden als Mäander ausgeführt 1-4-lagig und auch als starr-flexible Schaltung möglich Bestückbar mit niedrigschmelzendem Lot (<160 C) oder Leitkleben Auf Textilien applizierbar Div. Anwendungen dehnbarer Substrate

Starr-Flex-Technologie Integrationsdichte der Gesamt-Baugruppe Zunehmend hohe Funktionalität bei kleiner und kompakter Bauform gefordert Optimale Ausnutzung des zur Verfügung stehenden Volumens (3-D statt 2-D) notwendig Resultierend werden Leiterplatten mit ggf. hoher Verbindungsdichte benötigt, die miteinander verbunden werden Verbindungen werden nicht mehr konventionell über Verbinder mit Lötstellen oder Stecker realisiert, sondern sind Teil der Leiterplatte Starr-flexible Leiterplatte als Systemlösung einer 3D-Anwendung

Starr-Flex-Technologie Technologische Motivation Zuverlässige Anbindung externer Komponenten wie Bedien- und Anzeigeelemente oder periphere Anschlüsse Langzeitzuverlässigkeit auch bei häufigen Biegebeanspruchungen externer Komponenten Höchste Zuverlässigkeit der Baugruppe, da zusätzliche Verbindungselemente und Lötstellen entfallen Gesamtlayout enthält bereits die Verbindungselemente zwischen den Einzelschaltungen Hohe Signalintegrität Kombinierbar mit allen denkbaren starren Materialtypen Klassische Einsatzbereiche sind Medizintechnik Luftfahrt und Militärtechnik Zunehmend auch Automotive und Konsumelektronik Starr-flexible Leiterplatten sind auf die Fläche bezogen ca. Faktor 2 teurer (bei vergleichbarer Layout-Komplexität), dafür entfallen die zusätzlichen Einmalkosten, wenn verschiedene Typen hergestellt werden müssen Komponente Diskreter Aufbau Starr-flexibler Aufbau Leiterplattendesign 3 1 Leiterplattenproduktion 0,3-0,8 1 Bestückung 3 1 Verbindungstechnik x 0 Testaufwand 3 1 Logistikaufwand >3 1 Es entfallen die fehlerträchtigen und teuren Verbindungstechnologien (Löten von Flachbandleitungen und Kabeln, Steckverbindungen)

Starr-Flex-Technologie Komplexer HDI-Starr-Flex Multilayer Frreigelaserte Pads auf der flexiblen Innenlage 3-fach Stacked Vias, Cu-Filled Alle Lagen 75µm-Strukturen

Technologische Roadmap CONTAG AG Hoher Yield/Mit Sondermaßnahmen/Unter optimalen Bedingungen Materialvielfalt erhöhen IMS-Technologie stärken Stacked Vias etablieren Pluggen/Cu-Filling etablieren Registrierung (Multilayer) verbessern Flex/Starr-Flex-Technologie stärken Gezielte Verwertung der F&E-Ergebnisse 125µm/100µm/75µm 100µm/80µm/50µm 80µm/60µm/40µm 75µm/50µm/30µm 2013 2015 2017 2019

Aktuelle technologische Investitionen CONTAG AG Pattern Plating Feinstleiter technologisch sicherer erzeugen (im Gegensatz zum Panelplating wird nur das Basis- bzw. Basis+Flashkupfer geätzt geringere und gleichverteiltere Kupferschicht) Untere Machbarkeit Feinstleiter <40µm DK s mit kleinsten und ohne Restringe möglich Sichere Technologie Kantenmetallisierungen Notwendiges Equipment Erweiterung der bestehenden Galvanik mit einem galv. Sn- Bad Horizontale alkalische Ätzlinie (wegen Sn als Ätzresist) Horizontaler Sn-Stripper

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Noch Fragen?