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Im vorliegenden Forschungsvorhaben wurde die Unterfüllung von CSP- und BGA-Bauelementen mit flächig verteilten pb-haltigen und pb-freien Lötanschlüssen in der Oberflächenmontagetechnik systematisch untersucht und bewertet. Ein Forschungsziel bestand in der Ableitung der speziel- len Anforderungen, die an CSP/BGA-Underfill- materialien gestellt werden müssen und der Abschätzung der erreichbaren Prozesssicherheit beim Unterfüllen. Des weiteren wurden im Rahmen einer Zuverlässigkeitsbewertung in Alterungs- und Stresstests an Testaufbauten mit verfügbaren und alternativen Underfillmaterialien die konkreten Vorteile für das Unterfüllen von CSP und BGA aufgezeigt. Abschließend wurde ein Ranking der qualifizierten Underfillmaterialien für den untersuchten Anwendungsfall aufgestellt. // 

The underfilling of CSP and BGA components with area array lead free and lead containing solder terminals in surface mount technology has been systematically studied and evaluated. One of the goals of the research was to define the particular requirements that have to be put on CSP/BGA underfill materials and to estimate what level of process reliability for underfilling can be achieved. Ageing and stress tests on test assemblies with commercially available and alternative underfill materials highlighted the specific advantages of underfilling CSPs and BGAs. The qualified underfill materials were brought into a ranking for the investigated application.

Durch systematische Bonduntersuchungen mittels Thermosonic (TS) Ball/Wedge-Bondverfahren mit verschiedenen Au-Drahttypen (standard, hoch dotiert und mit Pd legiert) konnten sowohl auf Al-Chipmetallisierungen als auch auf mit Ni/Pd/Flash-Au metallisierter Leiterplatte qualitätsgerechte Bondkontakte bei ausgeschalteter Substratheizung erzeugt werden. Die dargestellten Untersuchungsergebnisse umfassen mechanische Tests der Au-Drahtbondbrücken und Au-Balls so- wie mikrostrukturelle Analysen (FIB, SEM, TEM). Die mikrostrukturellen Untersuchungen am chip- seitigen Ballkontakt wiesen auch für die Raumtemperaturbondungen die Bildung von intermetallischen Phasen nach. Für den Wedge-Kontakt konnte gezeigt werden, dass die Verbindungsbildung immer zwischen dem Bonddraht und den obersten Schichten der Substratmetallisierung (Flash-Au) erfolgt. // 

Following systematic bonding studies using thermosonic (TS) ball/wedge bonding processes with various types of gold wire (standard, high-doped and Pd-alloyed), quality-assured bond contacts could be produced both on aluminium metallised chips and on those metallised with ENIG (electroless nickel/Pd/flash gold) without needing to heat the substrate. Results reported include mechanical testing of the gold wire bond bridges and gold balls as well as microstructural analyses (FIB, SEM, TEM). Microstructural results on the chip side of the ball contact confirm formation of an intermetallic after room-temperature bonding. For wedge contacts, it could be shown that the bonding always took place between the bond wire and the outer layer of the metallised substrate (flash gold).

Als Metallresist eingesetzte Reinzinnschichten kön- nen in Verbindung mit alkalilöslichen Resisten zu Ätzfehlern führen. Untersucht werden diese in Abhängigkeit vom Leiterplattenlayout und der Zinnschichtdicke. Durch geeignete Stripppara- meter lassen sich die Ätzfehler reduzieren und bei Einsatz alkanolaminhaltiger Stripper ganz ver- meiden. // 

When metallic resists of pure tin are used in conjunction with alkali-soluble organic resists, etch defects can occur. These have been studied as a function of printed circuit board layout and thickness of the tin layer. By using carefully selected stripping conditions, the incidence of etch defects is greatly reduced, and where alkanolamine containing strippers are used, can be completely eliminated.

In den hier vorgestellten Grundlagenuntersuchungen zur Verwendbarkeit neuartiger Werkstoffvarianten für die Aufbau- und Verbindungstechnik wurde die Eignung von CNTs für die Mikrosystemtechnik anhand von Kompositen aus Nanotubes und geeigneten Klebstoffvarianten erprobt. Im Fokus der Untersuchung stand neben einer an das Harzsystem angepassten Oberflächenmodifikation der CNTs auch das Dispergieren der Nanotubes in eine geeignete Polymermatrix, sowie die Charakterisierung der Komposite hinsichtlich ihrer Eignung als Verbindungselement für nanoskalige Aufbauten. Mit dem Ziel, die technische Einsetzbarkeit und Zuverlässigkeit der optimierten Klebstoffe für die Aufbau- und Verbindungstechnik nachzuweisen, wurden Demonstratoren gebaut. //

A basic study is reported as to the suitability and usefulness of a novel material for electronics assembly and interconnection in microtechnological appli- cations. This is a composite based on carbon nanotubes (CNT) and epoxy resin, used as an adhesive. Key issues in the study included surface modification of the CNTs in order to match them to the properties of the resin used, as well as matters relating to the dispersion of CNTs in the appropriate polymeric resin matrix. In addition, the resulting composite was characterised in terms of its suitability for interconnection in nano-scale assemblies. With the aim of demonstrating the technical applicability of this material as well as the reliability of an optimised adhesive, demonstration models were built.

Außenstromlos arbeitende, chemische Kupferelek- trolyte haben bei der Metallisierung in der Leiterplattenindustrie eine große Bedeutung. Dabei werden trotz bekannter umwelt- und gesundheitsschädigender Wirkung des Formaldehyds fast ausnahmslos formalinhaltige Elektrolyte verwendet. Aber die immer strenger werdenden Umweltrichtlinien erfordern neue Perspektiven im Bereich der chemischen Kupfer- abscheidung. Dadurch wird auch die Entwicklung alternativer Reduktionsmittel vorangetrieben. Der Literatur sind bereits viele Alternativen zu entnehmen, darunter auch das Reduktionsmittel Glyoxylsäure.

Als Ersatz für bleihaltige Lote bieten sich neben bleifreien Loten auch Leitkleber an. Die nachfol- gende Untersuchung zeigt, dass unter bestimmten Bedingungen Leitkleber auf Standard-SMT-Equipment als bleifreie Werkstoffe eingesetzt werden können und dabei sogar einige Vorteile bieten. Bei Zinn-Oberflächen bereitet allerdings die Zinnpest Probleme.// 

There is growing interest in conductive adhesives as an alternative to lead-free solders. It is shown that, in certain conditions, such adhesives can be used in place of solders with standard SMT equipment and even offer certain advantages. In the case of tin surfaces, the problem of tin plague must be borne in mind.

Zur Erzeugung von Lotdepots auf Halbleiterwafern konnte sich in den letzten Jahren die Schablonendrucktechnik etablieren. Neben den reinen Flip Chips gibt es ein verstärktes Interesse an Flip Chips mit zusätzlicher Umverdrahtung. Diese bieten, wie auch CSP, den Vorteil eines standardisierten und entspannteren Kontaktrasters. Jedoch ist im allgemeinen auch bei der Flip Chip-Umverdrahtung eine Unterfüllung erforderlich.//
In recentyears, the use ofstencilprinting as a technology toform solder bumps on semiconductor wafers, has established it self. In addition to straight- forward flip chips, there has been growing interest in flip chips with additional external wiring. The attraction of these, as also with CSP, is their standardised and expanded contactpattern. However in general, this type of flip chip requires underfllling.

Im Ergebnis systematischer Untersuchungen zum Einfluß von Pulsströmen auf die elektrolytische Kupferabscheidung aus dem Elektrolyten CU- PROSTAR LP-I zur Durchkontaktierung von Leiterplatten wird gezeigt, daß mittels bipolarem Puls- strom die Schichtdickenverteilung in High Aspect Ratio Löchern verbessert werden kann. Ein positiver Einfluß auf die Makrostreufähigkeit und die Steigerung der Abscheidegeschwindigkeit mittels Pulsstrom konnte nichtfestgestellt werden. //
From a systematic study of the effect ofpulsed cur- rents on the electrodeposition of copperfrom CU- PROSTAR LP-I electrolyte for through-hole plating of printed circuit boards, it was found that using bipolar pulsed currents allowed a significant improvement in deposit thickness uniformity for high aspect ratio holes. It was not, however, possible to demonstrate either improved macro-throwing power or increased deposition rate when using this pulsed current regime.

Das Schichtsystem für eine Kontaktoberfläche mit seinen elektrischen, chemischen und mechanischen Eigenschaften ist ein komplexes Detail von Produkten der elektrischen Verbindungstechnik. Durch eine analytische Untersuchung von hemisphärischen und zylinderförmigen Kontaktgeometrien werden Gleichungen zur Berechnung des verfügbaren Schicht- volumens entwickelt. Dabei zeigt sich, dass neben der Schichtdicke die Kontaktgeometrie ein wichtiger Einflussparameter ist. Anhand von Ergebnissen aus Reibversuchen an Zinnschichten wird der Verschleißmechanismus von Zinn erläutert. Durch einen Vergleich der experimentellen Ergebnisse mit den theoretischen Untersuchungen konnten mehrere Thesen bestätigt werden. //
The layer system for a contact surface, with its electrical, chemical and mechanical properties, is a complex detail of electrical connection technology products. By way of an analytical investigation of hemispherical and zylindrical contact geometries we have established the equations for calculating the available layer volume. This shows that besides the layer thick- ness also the contact geometry is of importance as a contributing parameter. Using the results of friction experiments on tin layers the wear mechanism of tin is explained. By comparing the experimental results with the theoretical investigations several hypotheses could be confirmed.

Dieser Beitrag setzt sich mit den Eigenschaften von Dielektrikumspasten mit hoher Dielektrizitätskonstante (HDK-Pasten) für in Dickschicht-Technologie hergestellte Kapazitäten auseinander. Es hat sich gezeigt [1], dass diese Pastensysteme stark auf Umwelteinflüsse reagieren. Für verschiedenste Umwelteinflüsse besteht ein großer Bedarf an Sensoren, welche in hohen Stückzahlen möglichst kosten- günstig realisierbar sein sollen. Die Dickschicht- Technologie ist eine kostengünstige Technologie für hohe Stückzahlen.
Mit Hilfe des Impedanz-Spektroskopie-Verfahrens [2]wurden mit HDK-Pasten gedruckte Kapazitäten auf ihre Eignung als Sensoren für chemische oder physikalische Einflüsse untersucht.//

This article is primarily concerned with the properties of dielectric pastes having a high dielectric constant (HDKpastes), as used for construction of capacitative elements using thick-film technology. It has been shown [1] that such paste systems are highly sensitive to environmental effects. There is a huge demandfor sensors capable of monitoring a wide range of environmental effects, but capable of beingproduced in large numbers at lowest pos.sible cost.
Thick film technology is an ideal means of meeting these requirements. Using impedance spectroscopy [2], printed capacitors using HDKpastes were investigatedaspossiblesensingelementsformoni- toring chemical orphysical effects.

Wesentlicher Treiber der Aufbau- und Verbindungstechnik für elektronische Baugruppen ist die Miniaturisierung mit dem Ziel hochintegrierter Systeme. Im Bereich der passiven Bauelemente hat die Miniaturisierung zur Einführung der Baugröße 01005 geführt. Als Baugröße 01005 werden dabei zweipolige Bauelemente (Chip-Widerstände und Chip-Kondensatoren) mit Abmessungen von etwa 400 µm x 200 µm bezeichnet, die je nach Hersteller und Art des Bauelementes eine Höhe im Rahmen von ca. 120 µm bis etwa 300 µm aufweisen. Die Verarbeitung dieser Bauelementgröße stellt sowohl an die Produktionsprozesse als auch an die verschiedenen Inspektionsschritte erhebliche Ansprüche.

Ziel der Untersuchung war es, festzustellen, ob BGA mit SnAgCu-Balls mit eutektischem Zinn-Blei-Lot verarbeitet werden können, und den Einfluss der Produktionsparameter auf die Struktur der Lötstellen zu erarbeiten. Die BGA wurden mit unterschiedlichen Löttemperaturen und Fördergeschwindigkeiten unter Stickstoff in einem Konvektionsofen gelötet und Schliffe hergestellt. Obwohl der Liquidus von eutektischem Zinn-Silber-Kupfer bei 217 °C liegt, zeigen die Schliffe bei einer Temperatur von 210 °C eine metallische Bindung zwischen den SnAgCu-Balls und dem Lot. In diesem Fall reagiert das Mate- rial der Balls nur teilweise mit dem Lot. Sobald die Peaktemperatur über dem Liquidus der Balls liegt, geht das Lot vollständig im Ball in Lösung. Ein Lötprofil mit ca. 230 °C Peaktemperatur am Ball ergibt eine homogene Reaktion des Lotes mit dem Ball. Prinzipiell kann gesagt werden, dass die Lötung von BGA mit bleifreien Balls in Zinn-Blei-Prozess möglich ist. Ein offener Punkt ist allerdings die Zuverlässigkeit der teilweise aufgeschmolzenen Balls. Diese wird momentan an der EMPA untersucht. // 

The purpose of this study was to determine whether BGA with SnAgCu solderballs could be pro- cessed with eutectic tin-lead solder, and the effect of processing parameters on the structure of the solder deposits. The soldering of the BGAs was done with various temperature profiles and two conveyor speeds under a nitrogen atmosphere in a full convection oven. Although the liquidus temperature of eutectic tin-silver-copper is 217 °C, the cross sections show a metallurgical bond between the SnAgCu solder- balls and the solder, even at 210 °C. Under these conditions, the solderball alloy reacts only partially with the solder. As soon as the peak temperature exceeds the liquidus of the ball, the solder is totally dissolved in the material of the ball. A reflow profile with a peak temperature of about 230 °C on the BGA gives a homogenous reaction of the solder with the ball. Broadly speaking, it can be confirmed that soldering of BGA’s with lead-free solderballs in a tin-lead process is possible. What remains undetermined, is the reliability of a process involving partially undissolved solderballs. This is currently under investigation at the EMPA.

Die Version 7.0 von DesignSpark enthält neue Funktionen und Erweiterungen, die sich die Anwender-Community gewünscht hat. Der Nutzen dieser Tools wurde damit weiter gesteigert. DesignSpark PCB unterstützt Entwickler bereits während der Designphase. Wegen seiner hoch entwickelten Funktionen für Projekt- und Produktentwicklung soll DesignSpark PCB laut Hersteller im Markt hervorragend aufgenommen worden sein und verfügt über eine Community von über 350?000 Anwendern. Es ist zum Werkzeug der Wahl für Austausch und Zusammenarbeit in Entwicklung und Projekten geworden. In dieser siebten Auflage baut DesignSpark PCB auf der vorigen Version auf, die im Januar 2014 vorgestellt wurde. Nun hat der Hersteller auch vereinfachte Funktionen für den Export nach DesignSpark Mechanical aufgenommen, so Cross-Probe-Funktionalität (,X-probe') zur Übertragung der Komponentenansichten und benutzerdefinierter Kurzbefehle. Aufgrund des erweiterten Handlings für Teilenummern können sich Entwickler jetzt auf Innovation, Forschung und Entwicklung konzentrieren, statt Zeit darauf zu verwenden, Informationen zur Beschaffung manuell in Teilelisten einzutragen.

Renesas Electronics Corporation treibt die Entwicklung von ADAS (Advanced Driver Assistance Systems) mit einer neuen Perception Quick Start Software auf Basis des R-Car V3H System-on-Chip (SoC) weiter voran. Die Lösung umfasst Referenzsoftware für kameragestützte Hinderniserkennung (COD; Camera Obstacle Detec- tion), LiDAR-Hinderniserkennung (LOD; LiDAR Obstacle Detection) sowie Software zur Erkennung von Fahrbahneigenschaften (RFD; Road Feature Detection) – drei wichtige Erkennungsmethoden für sensorbasierte, automatisierte Fahrzeugsysteme der Stufe 2+.

Während der FED-Konferenz 2001 in Aschaffenburg wurde die Idee geboren, ein Hilfsmittel zu schaffen, um die Auswahl eines EDA-Systems zu erleichtern. Der FED hat die Idee aufgegriffen und ein Projekt gestartet. Innerhalb dieses Projektes ist eine von Firmen und Systemen unabhängige Empfehlung entstanden, die den kompletten Ablauf von der Feststellung der Notwendigkeit eines neues EDA-System bis zur Einführung desselben beschreibt.