HDI-SBU-Multilayer

Der globale Trend bei der Entwicklung moderner elektronischer Baugruppen ist ein deutlicher Anstieg der Integrationsdichte. Diesem Trend muss neben den Bauelementen natürlich auch die Leiterplatte als Schaltungsträger folgen.

Neben der allgemeinen Verringerung von Strukturbreiten (Leiterbahnbreiten und Abstände) und dem Einsatz von Blind Vias (Sacklöcher), kann die Integrationsdichte durch einen sequentiellen Multilayeraufbau und die Nutzung von vergrabenen Bohrungen (Buried Vias) weiter erhöht werden.

Durch den Einsatz von Buried Vias können durchgehende Bohrungen über alle Lagen der Leiterplatte vermieden werden, auf den Außenlagen entstehen zusätzliche Bestückungsflächen.
Die vorliegende Produkt-Info dient als Ergänzung der Technologie-Info „Blind Vias“ und soll Ihnen Hilfestellung bei einer technisch und kostenmäßig optimierten Schaltungsentwicklung geben.

Umfangreiche und praxisnahe Layout-Empfehlungen finden Sie auf: 
Fertigungsgerechtes Layout von HDI-Boards

Produkt-Info HDI-SBU-Technik

Laden Sie sich alle wichtigen Daten als PDF herunter

Begriffsklärung

Bei einem SBU-Multilayer teilt sich die Schaltung in einen Bi- oder Multilayerkern und eine oder mehrere äußere Microvia-Lagen auf.
Kommen Buried Vias über mehr als 2 Lagen oder mehrere äußere Microvia-Lagen vor, sind im Produktionsprozess mindestens 2 Pressvorgänge nötig.

HDI (High Density Interconnection)

Schaltung mit Microvias und feinsten Strukturen SBU (Sequential Build Up):
Sequentieller Multilayeraufbau, mindestens 2 Pressvorgänge

Buried Via – Vergrabenes Via

Im Kern liegende und außen nicht sichtbare Durchkontaktierung

Blind Via - Sackloch

Auf einer Innenlage endende Ankontaktierung

Microvia

An-/Durchkontaktierung mit ø <0,20mm

Aufbauvarianten

Zu 1: Außenlagenstruktur

  Beschreibung Layoutvorgaben Bemerkung
A Außenlagenstruktur >75µm Abhängig von Cu-Dicke
B Leiterbahnabstand >75µm Abhängig von Cu-Dicke

Zu 2: Innenlagenstruktur

  Beschreibung Layoutvorgaben Bemerkung
C Leiterbahnbreite >75µm Abhängig von Cu-Dicke
D Leiterbahnabstand >75µm Abhängig von Cu-Dicke

Zu 3: Micro Via von Top auf L2, Standard- o. konisches Micro Drill Werkzeug

  Beschreibung Layoutvorgaben Bemerkung
E Hole – Durchm. Eintritt >0,10mm Wenn konisch, dann abhg. v. Bohrtiefe (Dielektrikumsdicke)
F Hole – Durchm. Targetpad >0,10mm Wird durch Werkzeug def.
G Bohrtiefe Abhg. v. Dielektrikumsdicke Top-L2 Aspect Ratio >1:1 beachten!
H Micro Via Eintrittspad >E+200µm Umlaufend 100µm um Bohrung nötig
I Micro Via Landepad >350 µm F+125µm umlaufend um Holedurchmesser auf Landepad

Zu 4: Buried Via von L2 auf L5

  Beschreibung Layoutvorgaben Bemerkung
J Bohrdurchmesser >0,15mm Aspect Ratio >1:8 beachten!
K Paddurchmesser >L+200µm  

Zu 5: Durchgangsloch

  Beschreibung Layoutvorgaben Bemerkung
L Bohrdurchmesser >0,15mm Aspect Ratio >1:8 beachten!
M Paddurchm. Außenlagen >L+200µm Umlaufend 100µm um Bohrung nötig
N Paddurchm. Innenlagen >L+250 µm Umlaufend 125µm um Bohrung nötig

Weitere Aufbauvarianten

Die dargestellten Beispiele sind lediglich 2 mögliche Aufbauvarianten.

  • „b“: Bezeichnet Buried Vias, d.h. durchkontaktierte Innenlagen oder Kerne
  • „( )“: In den Klammern beschriebene Lagen werden mit einer Pressung zu einem Kern zusammengefasst


Entscheidende Kostenfaktoren beim SBU-Aufbau:

  • Anzahl der Pressungen
  • Anzahl der Bohrprogramme (Blind- und Buried Vias)
  • Anzahl der Durchkontaktierungsprozesse

Produktionsschritte eines 2-fach verpressten 1+(4)b+1 SBU-Multilayers

  1. Strukturieren der Innenlagen
  2. Verpressen
  3. Bohren der Buried Vias als durchgehende Bohrungen
  4. Durchkontaktieren des Multilayer-Kerns
  5. Hole Plugging (optional, wenn gewünscht)
  6. Strukturieren des Kerns
  7. Verpressen
  8. Bohren der Blind Vias und Durchkontaktierungen
  9. Fertigstellen wie eine gewöhnliche Multilayer-Schaltung
  10. Als Oberflächenfinish empfehlen wir chemisch Zinn oder chemisch Nickel/Gold

 

SBU-Dielektrika

Die Blind Vias werden bei CONTAG durch mechanisches Bohren erzeugt. Deshalb kann mit armierten Prepregs als SBU-Dielektrikum eine gleichmäßig gute Lochqualität erreicht werden.

Standardmäßig haben sich je nach Layout und Multilayeraufbau die Prepregtypen 106 (Dicke ca. 50µm) und 1080 (Dicke ca. 65µm) hervorragend bewährt.

Neben der guten Verarbeitbarkeit, der hohen Zuverlässigkeit und ständigen Verfügbarkeit bestechen sie auch durch den günstigeren Materialpreis gegenüber RCC-Folie.

SBU-Dielektrika

Die Blind Vias werden bei CONTAG durch mechanisches Bohren erzeugt. Deshalb kann mit armierten Prepregs als SBU-Dielektrikum eine gleichmäßig gute Lochqualität erreicht werden.

Standardmäßig haben sich je nach Layout und Multilayeraufbau die Prepregtypen 106 (Dicke ca. 50µm) und 1080 (Dicke ca. 65µm) hervorragend bewährt.

Neben der guten Verarbeitbarkeit, der hohen Zuverlässigkeit und ständigen Verfügbarkeit bestechen sie auch durch den günstigeren Materialpreis gegenüber RCC-Folie.

Qualitätssicherung

Für eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Fertigung werden die kritischen Fertigungsschritte durch prozess- und auftragsbezogene Einricht- und Schliffuntersuchungen überwacht.

  • Cu-Schichtdicke in den Buried Vias (>15µm spezifiziert)
  • Dickengenauigkeit- und Verteilung nach den Pressvorgängen
  • Registrierung (Treffgenauigkeit) der Blind Vias auf den Innenlagen
  • Anbindungszuverlässigkeit (Bohrtiefe) der Blind Vias (15µm)
  • Cu-Schichtdicke in den Blind Vias (>20µm spezifiziert)

Zusammenfassung

HDI/SBU-Technik bedeutet feinste Strukturen und komplexe Multilayer-Aufbauten.

CONTAG verfügt über diese Technologie und bietet diese Schaltungen natürlich auch im Eildienst an.

Für weitergehende technologische Fragen rund um das Thema Leiterplatten wenden Sie sich bitte an unser CONTAG-Team

Fachzeitschrift Elektronik-Praxis

Darüber hinaus hat CONTAG als HDI-Spezialist in der Fachzeitschrift Elektronik-Praxis eine 16-teilige Serie veröffentlicht, die Sie unter den folgenden Links aufrufen können: