HDI steht für High Density Interconnect, SBU für Sequential Built Up. HDI-SBU-Multilayer sind also Leiterplatten mit ≥4 Lagen, die sequenziell in mehreren Schritten verpresst werden und in Kombination mit Micro-Vias sowie feinsten Leiterbildstrukturen hochdichte Layouts und Schaltungen ermöglichen .
Hinter dieser komplexen Bauweise verbergen sich für Sie also ganz klare Vorteile. Wir sparen Platz, wo Platz benötigt wird. Welches elektronische Gerät auch immer Sie mit uns entwickeln möchten: Sie wünschen oder benötigen vermutlich die maximale Funktionalität, kostenoptimiert auf minimalem Raum? Oder Sie verwenden moderne, hochpolige aktive Bauelemente mit kleinstem Pitch? Genau das ermöglichen unsere HDI-SBU-Multilayer durch ihre besonders kompakte Gestaltung.
Wie das realisiert wird? Komplexe HDI-SBU-Multilayer von CONTAG ermöglichen durch eine gezielte Kombination verschiedenster technologischer Features die erforderliche Integrationsdichte. Dazu gehören neben dem sequentiellen Pressaufbau insbesondere die Reduzierung der Leiterbildstrukturen auf ≤100µm, Mikrobohrungen ≤200µm als Blind- und Buried Vias sowie Fülltechnologien für die Micro Vias. All dies schafft den gewünschten, eng gepackten Bestückungsraum auf den Außenlagen, gerade auch in Kombination mit Fine-Pitch BGA’s oder CSP’s der neuesten Generation.
CONTAG zählt im Bereich der HDI-SBU-Multilayer zu den marktführenden Unternehmen in Europa. Mit einer jahrelangen Expertise in der Design- und Konstruktionsberatung sowie Fertigung der gesamten technologischen Bandbreite dieses Schaltungstyps können wir Ihnen immer das bestmögliche Ergebnis in schnellstmöglicher Zeit liefern. Express ist unser Standard und wir sind erst dann zufrieden, wenn Sie glücklich sind. Wie wir das möglich machen? Mit einem spezialisierten Team, das mit ganzem Know-Wow und voller Leidenschaft in drei Schichten jederzeit für Sie da ist. Mit einer High-Tech-Produktion made in Germany, direkt bei uns vor Ort in Berlin.
HDI-SBU-Multilayer sind die optimale Lösung für alle elektronischen Baugruppen und Geräte, deren kompakte Bauweisen ein Höchstmaß an Miniaturisierung und Komprimierung erfordern. Mit der zunehmenden Digitalisierung und Trends wie IoT (Internet of things), Industrie 4.0, KI, Elektromobilität, etc. finden sich in nahezu allen Branchen zunehmend Anwendungen für diese komplexen Boards.
Wir verarbeiten standardmäßig das phenolisch gehärtete, gefüllte Mid-Tg (ca. 150°C) Epoxydharzsystem R-1755M von Panasonic. Dieses Material ist dimensionsstabil, thermisch belastbar und für Mehrfachverpressungen geeignet.
Alternativen dazu sind verfügbar und etabliert: Für Hoch-Tg-Anforderungen empfehlen wir EM-827, für High Speed – Applikationen sind beispielsweise Megtron 6/7 und die verschiedenen Rogers-Materialien geeignete Alternativen.
Diese Materialien stehen in vielfältigen Varianten mit unterschiedlichen Dicken und Kupferauflagen im Lager zur Verfügung. Sequentielle Lagen werden, je nach Durchmesser der Blind Vias, standardmäßig mit 2x106’er oder 1x1080’er Prepregs aufgebaut.
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.
Schaltung mit Microvias und feinsten Strukturen SBU (Sequential Build Up):
Sequentieller Multilayeraufbau, mindestens 2 Pressvorgänge
Im Kern liegende und außen nicht sichtbare Durchkontaktierung
Auf einer Innenlage endende Ankontaktierung
Blind Vias sowie der Großteil der späteren Buried Vias mit Durchmessern <0,15mm werden hauptsächlich mit dem Laser erzeugt. Dieses Verfahren ist wirtschaftlich und ermöglicht die prozesssichere Kontaktierung auch bei engsten Lagenabständen
Die Aufbauvarianten von SBU-Multilayern sind extrem vielfältig. Gemeinsames technologisches Merkmal ist, dass mindestens 2 Pressschritte benötigt werden. In komplexeren Aufbauten können auch deutlich mehr Pressschritte erforderlich sein.
Bei den sog. Sub-Kern-Aufbauten werden vor der finalen Verpressung Sub-Kern(e) verpresst und wie eigene, separate Multilayer inkl. Bohrungen, Metallisierungen etc. vorverarbeitet. Sofern mind. zwei Sub-Kern-Aufbauten verwendet werden, werden diese auch als Halfstack bezeichnet. Bei den Anylayer-Aufbauten werden, von einem einzelnen Sub-Kern ausgehend, sequentiell immer neue Außenlagen auf den bestehenden Verbund aufgebracht und mit Micro Vias an die vormaligen Außenlagen angebunden. Der Multilayer wächst sozusagen aus der Mitte heraus. Damit sind beliebige Kontaktierungswege zwischen den Lagen machbar. Auch Kombinationen aus beiden Ansätzen sind üblich.
| Beschreibung | Layoutvorgaben | Bemerkung | |
|---|---|---|---|
| A | Außenlagenstruktur | >75µm | Abhängig von Cu-Dicke |
| B | Leiterbahnabstand | >75µm | Abhängig von Cu-Dicke |
| Beschreibung | Layoutvorgaben | Bemerkung | |
|---|---|---|---|
| C | Leiterbahnbreite | >75µm | Abhängig von Cu-Dicke |
| D | Leiterbahnabstand | >75µm | Abhängig von Cu-Dicke |
| 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 |
| Beschreibung | Layoutvorgaben | Bemerkung | |
|---|---|---|---|
| J | Bohrdurchmesser | >0,15mm | Aspect Ratio >1:8 beachten! |
| K | Paddurchmesser | >L+200µm |
| 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 |
Bei der sog. Via-in-Pad-Technologie, aber auch bei Stacked Via-Konstruktionen, bei denen die Blind Vias direkt übereinander aufgestapelt werden, müssen die Vias verfüllt und mit einem Kupferdeckel versehen werden. Als universelles Füllverfahren für Through Holes und Blind Vias hat sich das Via Filling mit einer sog. Plugging-Paste aus Epoxydharz etabliert. Mit Vakuumunterstützung wird die Paste in die Bohrungen gedrückt, ausgehärtet und dann mittels Schleifverfahren auf der Oberfläche eingeebnet. Bei einer anschließenden Metallisierung wird ein Kupferdeckel aufgebracht.
Alternativ können Blind Vias mit einem Durchmesser ≤100µm in einem sog. Cu-Filling-Elektrolyten galvanisch mit Kupfer gefüllt werden. Dadurch entfällt der zusätzliche Prozessschritt einer Deckelmetallisierung. Dieses Verfahren ist allerdings nicht für Through Holes geeignet. Wir entscheiden nach konkretem Stackup und Layout, welches Verfahren genutzt wird.
Oft kommen bei der Fertigung eines komplexen Aufbaus auch beide Verfahren zum Einsatz.
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.
Für eine zuverlässige und qualitativ hochwertige Fertigung werden die kritischen Fertigungsschritte durch prozess- und auftragsbezogene Einricht- und Schliffuntersuchungen überwacht.
Die relevanten, produktbezogenen Qualitätsparameter sind hierbei
Die thermische Zuverlässigkeit und Belastbarkeit der Kontaktierungen überprüfen wir durch regelmäßige thermische Stresstests (Lötbadtests) sowie IST-Untersuchungen an ausgewählten Aufbauten und Produkten.
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 HDI-SBU-Multilayer wenden Sie sich bitte an unser CONTAG-Team
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:
Teil 1: Elektronik Praxis, Ausg. 08, 18.04.2007
Teil 2: Elektronik Praxis, Ausg. 10, 16.05.2007
Teil 3: Elektronik Praxis, Ausg. 12, 15.06.2007
Teil 4: Elektronik Praxis, Ausg. 14, 20.07.2007
Teil 5: Elektronik Praxis, Ausg. 16, 24.08.2007
Teil 6: Elektronik Praxis, Ausg. 18, 21.09.2007
Teil 7: Elektronik Praxis, Ausg. 20, 26.10.2007
Teil 8: Elektronik Praxis, Ausg. 22, 21.11.2007
Teil 9: Elektronik Praxis, Ausg. 24, 18.12.2007
Teil 10: Elektronik Praxis, Ausg. 2, 24.01.2008
Teil 11: Elektronik Praxis, Ausg. 5, 05.03.2008
Teil 12: Elektronik Praxis, Ausg. 6, 19.03.2008
Teil 13: Elektronik Praxis, Ausg. 8, 17.04.2008
Teil 14: Elektronik Praxis, Ausg. 10, 23.05.2008
Teil 15: Elektronik Praxis, Ausg. 12, 18.06.2008
Teil 16/ Ende: Elektronik Praxis, Ausg. 14, 21.07.2008
