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Schaltung sequentiell fertigen

Aufbautechnik für komplexe HDI-Leiterplatten mit Microvias
Schaltung sequentiell fertigen

Schaltung sequentiell fertigen
Dielektrika-Beschichtungssystem von Systronic für SBU (sequential build-up) mit implementiertem Reinraum Klasse 1000
Die Fertigungsmethodik für Mainstream-Leiterplatten wird künftig wohl etwas anders aussehen. Konventionelle Verfahren, insbesondere die Durchkontaktierung, wird hohen Verdrahtungs- und Bestückungsdichten (HDI) schon lange nicht mehr gerecht. Als optimale Lösung bieten sich die Microvia-Technik und der sequentielle LP-Aufbau an.

Unabhängig von der angewendeten Fertigungsmethode versteht man unter Microvia-Technik die Schaltungsverbindung zwischen unterschiedlichen Leiterpattenebenen. Dabei werden die Löcher für die Durchkontaktierungen der Lagen nicht mehr mit konventionellen mechanischen Arbeiten wie Bohren erzeugt. Sämtliche heute verfügbaren Fertigungsmethoden erlauben, Vias in Durchmessern von0,1 mm und kleiner herzustellen.

Herstellung von Microvias
Microvias können auf konventionellem, fotolithografischem Weg oder mittels Laserbohrmaschinen erzeugt werden. Eine weitere Methode zur Herstellung von Microvias ist die Anwendung von Gas-Plasma zur Entfernung von Dielektrikum nach vorheriger Strukturierung der kupferkaschierten Leiterplattenebene. Im Gegensatz zu Fotolithografie und Laserbohren wird das Plasma-Verfahren hauptsächlich für nicht sequentielle Aufbauprozesse eingesetzt, beispielsweise für flexible Polyamid-Schaltungen. Plasma-Technologie ist ein Prozeß in einer Hochvakuumkammer. Hier dominiert die Batch-Verarbeitung kleinerer Lose. Insgesamt ein hochinteressanter, sehr umweltfreundlicher Prozeß, dessen Kosten jedoch in die obere Etage tendieren.
In allen Fertigungsprozessen habe Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen in der Prioritätenliste ihren Platz ganz oben. Die ökonomische Seite wird von den jeweiligen Prozeßkosten und der Fertigungsausbeute bestimmt, wobei natürlich auch Überlegungen zur Qualität und Zuverlässigkeit und umweltrelevante Betrachtungen mit einfließen (müssen). Derzeit diskutiert man in der Industrie heftig darüber, ob Laserbohren oder die konventionelle Belichtung das wirtschaftlichere Verfahren ist. Die Entscheidung, welche Methode im jeweiligen Fall die optimale Lösung darstellt, ist abhängig von der Zahl der Microvia-Verbindungen je Leiterplattenebene.
Sowohl für die Microvia-Technik in herkömmlicher Fotolithografie als auch mit Laserbohren sind spezielle Dielektrika als Beschichtung der Innenlagen nötig. Der Flüssigauftrag von Dielektrikum ist eine sehr wirtschaftliche Lösung. Die wesentlichen Gründe dafür sind: hoher Yield und kein Abfall beim Lackauftrag, auch unterschiedliche Dielektrikadicken lassen sich in engen Grenzen wählen. Außerdem können je nach Anwendung speziell geeignete und somit in der Regel auch preisgünstige Lacksysteme eingesetzt werden.
Curtain-Coating-Technik
Um die großen Vorteile der Flüssigbeschichtung von Dielektrikum voll auszuschöpfen, hat Systronic eine spezielle Anlage entwickelt. Sie baut auf bewährter Technik auf, die vom Unternehmen zur Beschichtung von Lötstopp-Masken seit Jahren eingesetzt wird. Um hohe Fertigungsausbeute abzusichern, ist die Anlage nach dem Reinraumkonzept aufgebaut. Hier ist das gesamte System eingeschlossen, vom Leiterplatteneintritt am Puffer bis zum Austritt der fertig beschichteten Schaltungen hinter der Kühlzone. Die Reinraumbedingungen in der Anlageentsprechen Klasse1000. Eine besondere Luftführung erlaubt, hohe Schichtstärken homogen und effizient zu trocknen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß Naßgewichte bis zu 200 g/m2 (Lack mit 50% Festkörperanteil) einwandfrei ablüftet und trocknet. Der Hersteller will höchstmögliche Anlagenflexibilität gewährleisten, deshalb setzt er ein speziell entwickeltes Gripptransportsystem ein. Dieser Transport verlangt nicht nach stets gleichen Werkstücken oder Platinenmaßen, sondern kann höchst unterschiedliche Leiterplatten, Formate und LP-Dicken in beliebiger Reihenfolge ohne Unterbrechung und Umstellungen aufnehmen und sicher transportieren. Die minimale Plattenstärke wird vom Hersteller mit 0,2mm garantiert.
Berechnungen von Systronic zeigen, daß sich die Investition in eine Gießlinie für flüssiges Fotodielektrikum in relativ kurzer Zeit rentiert bzw den Break-Even-Point erreicht. Nur fehlerfrei und kostengünstig mit Fotodielektrika beschichtete Platten bieten nach Herstellerangaben die beste Voraussetzung für die industrielle Großserienfertigung von Laser- bzw. Foto-Microvias mit dem nötigen hohen Yield zu günstigen Kosten.
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