Artikelarchiv

Lösbare Verbindungstechnik für die Kontaktierung von Folienflachleitern mit MID-Baugruppen

Verteilt angeordnete mechatronische Baugruppen müssen in komplexen Systemen miteinander elektrisch vernetzt werden. Dabei ist neben der Erstmontage meist ein möglicher Reparatur-, Nachrüst- oder Austauschfall zu berücksichtigen. Somit kommen vorrangig lösbare elektrische Verbindungen zum Einsatz. Mit der Einführung von folienisolierten Flach-
leitern (FFC) eine neue Leiterbahngeometrie zur Verfügung. In diesem Artikel wird ein neuartiges Verbindungskonzept für die lösbare Direktkontaktierung von Folienflachleitern mit MID-Baugruppen vorgestellt.

Vom 15. bis 17. Oktober 2007 fand in Dresden der 2. Mikrosystemtechnik Kongress statt. Veranstaltet wurde dieser Kongress, wie schon der Vorgänger 2005 in Freiburg, durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gemeinsam mit dem VDE. Für die Organisation zeichneten speziell die VDE/VDI-GMM (Gesellschaft Mikroelektronik, Mikro- und Feinwerktechnik) und die VDI/VDE Innovation + Technik GmbH verantwortlich.

Der MST-Kongress ist auf dem besten Weg, die führende wissenschaftliche Konferenz in Deutschland zu werden, die die gesamte Breite des Fachgebietes Mikrosystemtechnik repräsentiert. So reichte die Palette der Themen, zu denen an drei Tagen Workshops, Foren, Podiumsdiskussionen und Fachvor-
träge gehalten wurden, vom Electronic Packaging über Technologien, Mikro- und Nanosysteme,
Medizin- und Energietechnik bis hin zu gesellschaftlichen Themen wie der Situation bezüglich der Fachkräfte für die MST.

Die herausragende Nachricht auf der diesjährigen Organic Electronics Con-
ference OEC-07 am 24./26. September 2007 in Frankfurt/Main war die erste produktionsmäßig von-Rolle-zu-Rolle hergestellte elektronische Schaltung auf
organischer Basis. Die jährlich veranstaltete OEC stellt das international wichtigste Forum dar, auf dem die neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet der organischen Elektronik vorgestellt und diskutiert werden.

Es wird eine 3D-Montage von MCM-Modulen vorgestellt, bei der Bare Dies durch Klebetechnik aufeinander gestapelt und durch AlSi1-Wedge/Wedge-Drahtbondtechnik elektrisch kontaktiert werden. Geeignete Klebermaterialien, die bzgl. der automatisierten Verarbeitbarkeit zum Chipstapeln geeignet sind und beim Stacking keinen negativen Einfluss auf nachfolgende Montageschritte, insbesondere das Drahtbonden sowie auf die Fertigungsqualität und die Zuverlässigkeit haben, wurden gefunden. Ferner werden die Vorteile der mittels 3D-Montage aufgebauten Speichermodule ebenso messtechnisch nachgewiesen wie die Zuverlässigkeit der Module unter beanspruchungsähnlichen Bedingungen. //

A 3D assembly of chips (MCM modules) is introduced, where bare dies are stacked one on top of one another through adhesive die bonding and are then electrically contacted through AlSi1 wedge/wedge wire bonding. Against this background, appropriate adhesive materials are introduced that are suitable concerning the automated processability for the chip stacking and have no negative influence on subsequent assembly steps, especially the wire bonding, as well as on production quality and reliability. Furthermore, the advantages of 3D stacked memory chips are confirmed through measurement results as well as the reliability under field conditions.

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, die Einflussgrößen auf die Zuverlässigkeit von bleifrei gelöteten Baugruppen mit Chip-Scale-Packages bei Temperaturwechseln zu identifizieren und quantitativ zu erfassen. Die Untersuchung erfolgte durch einen kombinierten Ansatz aus experimenteller Testboard-Arbeit und Finite-Elemente-Simulation. Dabei wurden Einflussparameter wie Materialien, Geometrie und Fertigungseinflüsse systematisch variiert. Experimentell ergaben sich bei µBGA81 Lebensdauern von 600 bis 1600 Zyklen zwischen -40 und 125 °C. QFN64 sind mit bis zu 2600 Zyklen deutlich zuverlässiger. Die numerischen Untersuchungen erlaubten zusätzlich die Wirkungen von vielen expe-
rimentell schwer fassbaren Einflussgrößen auf die Zuverlässigkeit zu ermitteln. Insgesamt stehen nun auf Basis der Untersuchung Daten, Regeln und
Modelle zur Verfügung, um den Einfluss von Geometrie, Bauteiltyp, Materialien und Zyklen auf die Temperaturwechselbeständigkeit der CSP-Baugruppen zu prognostizieren. //

It was the aim of the work reported here to identify the relevant parameters, which affect the reliability of assemblies with Chip Scale Packages during thermal cycling and to assess their effect quantitatively. The investigation was based on an approach, which combines experimental test board work and probabilistic finite-element-simulations. Parameters like materials, geometry and influences of the fabrication were varied systematically. Testing yielded 600 to 1600 cycles to failure between -40 and 125 °C for the µBGA types. The characteristic lifetimes of the QFN assemblies were significantly higher. Numerical investigations were indispensable to reveal the effects of many reliability factors, which are hard to monitor experimentally. Summarising, this project has made available data, rules and models to predict the influences of geometry, component type and materials on the thermal cycling reliability of CSP-assemblies.

Modernes Microelectronic Packaging zeichnet sich durch eine große Vielfalt an Technologievarianten aus. Aus der Sicht des Packagingdienstleisters werden die einzelnen Varianten mit ihren speziellen Anforderungen und technischen/technologischen Möglichkeiten dargestellt. Die Chip-on-Board-Technologie bietet sich besonders für Multi Chip Module (MCM) und Einzelgehäuse mit speziellen Anforderungen im mittleren Stückzahlbereich und für schnelle Realisierungen von Prototypen und Fertigungslösungen an. //

A great variety of technologies is characteristic of modern microelectronic packaging. These variants with their specific requirements and technical/technological applications are herein described from the producer’s point of view. One of the biggest
advantages of Chip-on-Board technology is the swift development of prototypes and manufactural solutions for a medium number of modules and packages.

Jahrbuch „Mikroverbindungstechnik 2007/2008" auf der Productronica vorgestellt –
positive Resonanz

Termine

DVS-Merkblätter zur Mikroverbindungstechnik

Manche der betroffenen Firmen haben noch nicht einmal alle Fragen zur EU-RoHS vollständig klären
können, und schon stürzt ungünstigerweise die China-RoHS auf sie ein. Eine Reihe von Informations-
veranstaltungen und Fachartikeln hat zwar die China-RoHS in Deutschland inhaltlich vorgestellt, aber wo die Unterschiede ihrer praktischen Umsetzung liegen, ist nicht allen betroffenen Firmen klar. Roland Sommer von RoHS International, Neuseeland, befasst sich intensiv nicht nur mit der EU-RoHS, sondern auch mit den äquivalenten nationalen Richtlinien der asiatischen Länder und ihren Querbeziehungen. Er berät Firmen dazu. Nachfolgend gibt er einige Tipps zur Umsetzung der China-RoHS im Vergleich zur
EU-RoHS.

Das vom BMBF geförderte Projekt NEFEAT zur Intensivierung der Beziehungen zwischen deutscher
Forschung und russischer Industrie wird vorgestellt. Bei ersten Aktivitäten wurde die Einführung bleifreier
Löttechnologien in der russischen Elektronikindustrie diskutiert, die hier ausführlich dargestellt wird.
Weitere Partnerschaften zur Zusammenarbeit wurden angestoßen.

Vor etwa 2 Jahren beschloss der Eugen G. Leuze Verlag, Ausrichtung und Inhalte der DVS-Zeit-
schrift VTE in die PLUS zu integrieren. Damit trafen sich vom Inhalt her im Wesentlichen die Leiterplattenfertigung mit den Aufbau- und Verbindungstechniken im Halbleiter-, Mikrosystem- und Baugruppenbereich. Auch die Ausrichtungen beider Zeitschriften – PLUS mehr an den Praktiker gerichtet; VTE maßgeblich den Forschungs- und Entwicklungsbereich im Fokus – unterschieden sich grundsätzlich. Trotzdem stellt das Zusammenführen dieser Schwerpunkte für zukünftige, innovative Elektronikprodukte den einzig sinnvollen Weg dar. Dem wird die PLUS damit auch auf publizistischem Gebiet gerecht.

Dielektra kommt zu Lamitec

Richtfest bei HÜTTINGER Elektronik

Isola kauft Polyclad

Leichter Rückgang bei HARTING

Neuer General Manager für Europa

SUMIDA wird neuer Hauptaktionär bei VOGT electronic

AEMtec ernennt neuen Direktor für Entwicklung und Technologie

VDE-Experten erstellen  professionelle Betriebsanleitungen

Neuer Verkaufschef bei Palomar

GÖPEL electronic goes China

Productronica trotz vermehrter Geschäftsabschlüsse nicht auf dem Weg zur Verkaufsmesse

Die Productronica ist und bleibt eine Fachmesse, bei der Innovationen und Weiterentwicklungen im Vordergrund stehen. Insbesondere bei den Besuchern zählt hier Klasse statt Masse, so dass die Aussteller mit der Resonanz sehr zufrieden waren.
Nach den „Schlaglichtern" im letzten Heft, folgt nun eine beispielhafte Auswahl der neuen Produkte, die
auf der Münchener Messe vom 15. bis 18. November 2005 vorgestellt wurden. Darunter finden sich vor allem im Hinblick auf die kontinuierliche Prozessverbesserung sowie die Reduzierung der Gesamtkosten (Cost of Ownership) weiterentwickelte Produkte. Die getroffene Auswahl stellt keine Wertung dar, sondern soll vielmehr einen Eindruck von den Trends und der Vielfalt vermitteln.

Isola-Präsident Ray Sharpe informierte darüber, was sich in dem Jahr seit dem Besitzerwechsel getan hat. Isola ist in privater Hand und gehört zu 85 % der Texas Pacific Group (TPG), zu 10 % Redfern Partners und zu 5 % dem Management. Der Umsatz verteilt sich auf die USA (23 %), Europa (36 %) und Asien (41 %). Die Umstrukturierung wurde gänzlich aus dem eigenen Geschäft bezahlt.

Die britische Fachzeitschrift Global SMT & Packaging verlieh auf der Productronica 2005 den Global Technology Award für innovative Produkte im Bereich SMT & Packaging an die Landsberger Firma DELO Industrie Klebstoffe. Nach Effektivitäts- und Qualitätsverbesserungskriterien hatte zuvor eine international besetzte Jury neue Produkte verschiedener Kategorien darunter auch Klebstoffe und Vergussmassen bewertet.

IPTE präsentierte mit dem EasyMounter einen neuen Sonderbestücker, der nach dem „Pick and Place"-Prinzip arbeitet. Seine modulare Struktur entspricht den Kundenforderungen nach Flexibilität sowie schnellen und effizienten Produktwechseln. Er ist für den In- und Offline-Betrieb geeignet. Je nach Bedarf kann beim EasyMounter ein kartesischer oder ein 4-Achsen-Roboter integriert werden. Dies steigert die Geschwindigkeit und die Effizienz des Bestückungsvorgangs. Produktwechsel erfolgen schnell und einfach mit Hilfe der Software-Unterstützung. Serienmäßig ist der EasyMounter für 3 Bauteile-Feeder ausgestattet, er kann problemlos für bis zu 6 Bauteile-Feeder aufgerüstet werden. Die Bestückung kann optional durch eine aktive Kontrolle überwacht werden. Der EasyMounter erfordert eine geringe Investition und bietet damit ein exzellentes Preis-Leistungsverhältnis.

SMT präsentierte die neue Lötanlagen-Baureihe SMT QP M, mit der die bewährte Quattro Peak Technologie jetzt erstmals im mittleren Anlagenbereich angeboten wird. Sie baut auf dem Bestseller SMT 2.8 auf, den sie
nun ablöst. Größter Unterschied ist der Quattro Peak (Doppelpeak mit Ober- und Unterseitenheizung). Zudem wurde das im letzten Jahr neu vorgestellte Wärmeübertragungssystem nochmals deutlich optimiert und die Kühlzone signifikant verbessert. Zusammen mit den seit Jahren bewährten Produktmerkmalen bietet die SMT QP M viele Vorteile.

Die Version 7 der Software Tecnomatix for Electronics von UGS ist die erste integrierte Lösung des Unternehmens für die digitale Produktion, die speziell nach den Forderungen der Elektronikindustrie entwickelt wurde. Die neue Lösung automatisiert und rationalisiert alle wichtigen Prozesse der Produktionsplanung und -ausführung, damit weltweit tätige Unternehmen der Elektronikindustrie ihr Produktangebot, ihre Kosten und ihre Qualität systematisch verbessern können. So können sie erfolgreich dem wachsenden Wettbewerbsdruck und den unterschiedlichen behördlichen Vorschriften verschiedener Länder begegnen. Die Suite Tecnomatix for Electronics fasst verschiedene Software-Produkte zusammen, die bisher als Einzellösungen für die Leiterplattenbestückung, Endmontage und Fertigungssteuerung (MES)
angeboten wurden. Die neue kombinierte Lösung kann UGS nun schwerpunktmäßig auf die Bereiche Einführung neuer Produkte (NPI) und Manufacturing Execution Systeme (MES) anwenden. Während der Weiterentwicklung der Lösung wird ein hohes Maß an funktionaler Integration gewährleistet. U.a. werden geboten:

Die AEMtec GmbH ist ein Full-Service-Fertigungsdienstleister mit Hauptsitz und Fertigungsstätten in Berlin, der sich auf die Implementierung und Fertigung von Multi-Chip-Modulen sowie Advanced Packages und modernste Assemblierungstechniken spezialisiert hat. Das Unternehmen wurde im Jahr 2000 als Ausgründung von Infineon ins Leben gerufen und beschäftigt heute 120 Mitarbeiter. Zum Kundenkreis von AEMtec gehören bekannte Unternehmen aus den Branchen Daten- und
Telekommunikation, Medizintechnik, Automobilindus-
trie und Industrie-Elektronik. Das Unternehmen bietet seinen Kunden ein breites Spektrum an Aufbau- und Verbindungstechnologien für die Entwicklung und Produktion von Multi-Chip-Modulen in Mischtechnologie an. Wenn es um zukunftsträchtige Schlüsseltechnologien, wie z.B. die Mikrosystemtechnik oder optische Technologien
geht, ist das AEMtec-Angebot nahezu konkurrenzlos.
Ihre Stärken sieht die Firma besonders in der Kombina-
tion von SMT-, BGA-/CSP-, COB- und FC-Applikatio-
nen auf allen gängigen Substraten wie Leiterplatten,
Folien, Keramik, Glas und Wafern. Um den wachsenden technischen Anforderungen der Kunden gerecht zu wer-
den, setzt AEMtec als europäischer Vorreiter bereits das innovative von APS entwickelte Copper Pillar Bumping ein.

Diese Productronica stand unter dem Zeichen der Technologie-Zäsur der Bleifrei-Technologie (und der weiteren 5 RoHS-eingeschränkten Stoffe sechswertiges Chrom Cr6+, Cadmium Cd, Quecksilber Hg und die Flammhemmer-Stoffgruppen polybromierte Biphenyle (PBB) und polybromierte Diphenylether (PBDE)): Zum Thema drei Forumsveranstaltungen, das Motto dieser Messe "Noch 225 Tage ...", die Aussteller, soweit sie thematisch involviert sind, auf die diesbezüglichen Fragen ihrer Kunden und Besucher voll eingestellt.

Major changes are underway in the field of high-speed digital PCB design, driven by the demands of speed, economy and remote mass-production. This article introduces some common techniques used in the design of multi-gigabit PCBs to achieve right-first-time results with the assistance of modern EDA.// 

Das Design von digitalen Leiterplatten für Hochgeschwindigkeitsanwendungen erfährt eine rasante Entwicklung. Dieser Beitrag beschreibt einige geläufige Techniken für das Design von Multi-Gigabit-Leiterplatten, um mit Hilfe moderner EDA auf Anhieb korrekte Ergebnisse zu erhalten.