AT&S Technologieforum »Anforderungen an die Leiterplatte steigen!«

AT&S bot beim 14. Technologieforum Ausblick in die Zukunft der Verbindungstechnologie: Von der Leiterplatte bis zum All-in-One-Package.

In Velden am Wörthersee präsentierte AT&S im Rahmen des 14. AT&S Technologieforums innovative Technologien und Trends rund um Verbindungslösungen.

Zahlreiche interessierte Kunden konnten sich über die neuesten Entwicklungen in der Elektronik- und Leiterplattenindustrie für Bereiche wie Mobile Devices, Automotive-, Industrie-, Kommunikations- und Medizintechnik informieren und sich mit den AT&S Experten austauschen. Im Fokus der breit gefächerten Vorträge standen globale Trends wie 5G-Mobilfunk, autonomes Fahren oder zunehmend vernetzte Systeme und die damit verbundenen Anforderungen an die Verbindungstechnik.

Weitreichende zu integrierende Funktionalitäten, fortschreitende Miniaturisierung, höhere Leistungsdichten mit anspruchsvollen thermischen Anforderungen, hohe Datenraten mit hohen Signalgeschwindigkeiten und kurzen Latenzzeiten sowie optimierte Fertigungsprozesse bzw. Materialien stellen die wesentlichen Herausforderungen dar. Miniaturisierung kann nur durch immer höhere Packungsdichten der elektronischen Komponenten erreicht werden, wobei Leiterplatten- und Halbleiter-Technologien verschmelzen. Dafür bietet AT&S u.a. eine Kombination von bestehenden mit neuen Technologien (AT&S Toolbox), die ideal aufeinander abgestimmt sind.

Bisher besteht für ein optimiertes, miniaturisiertes Packaging-Design eine Lücke zwischen den Wafer-/Chip-Technologien (Fanout-Wafer-Level-Packaging, Flip-Chip-BGA, Interposer-basierte Komponenten) einerseits und der Leiterplatten-/Substrat-Infrastruktur anderseits. So liegen die Strukturbreiten (Leiterbahn/Abstand) auf Chip-Seite etwa zwischen 2/2 und 8/8 µm sowie auf der PCB-Seite bei derzeit 30/30 µm. Für eine weitere Miniaturisierung gilt es diese Lücke zu schließen. Hier setzt man bei AT&S derzeit u.a. auf mSAP (modified Semi-Additive Process) – sprich auf Leiterplatten-ähnliche Substrate, was sehr miniaturisierte und präzise Aufbauten ermöglicht. Vor diesem Hintergrund sieht die Roadmap vor, Leiterplatten-Technologien (HDI), Substrate, Embedded-Technologie und eventuell auch aktives Wärmemanagement sowie Schirmungen zu kombinieren, um letztendlich AiOP (All-in-One-Package)-Lösungen zu realisieren.

„Angesichts der aktuellen Megatrends wie 5G, vernetzte Systeme, autonomes Fahren oder M2M-Kommunikation mit immer höheren Datenraten bzw. -mengen sowie hohen Leistungsdichten steigen auch die Anforderungen an die Verbindungstechnik,“ betonte Walter Moser, CSO der Business Unit Automotive, Industrial und Medical von AT&S und Moderator des Technologieforums. „Wie das Technologieforum deutlich gezeigt hat, wurden von AT&S - in enger Zusammenarbeit mit den Kunden - zahlreiche innovative Lösungsansätze auf den Weg gebracht, um auch künftig technologisch führende und kosteneffiziente Produkte anbieten zu können.“

Die Einführung der neuen Mobilfunkgeneration (5G mit Frequenzbändern bis zu 6 GHz und deutlich darüber hinaus), aber auch das automatisierte/autonome Fahren mit Unterstützung durch leistungsfähige Radarsysteme (77 GHz) sind anschauliche Beispiele für die steigenden Anforderungen in Bezug auf die Datenraten und die Signalintegrität. Für Verbindungstechnik-Hersteller bedeutet das u.a. Signalverluste und -störungen zu reduzieren, indem das Dielektrikum-Material, die Materialübergänge (Interfaces) bzw. auch die Kupfer-Rauheit optimiert werden. Bei letzterem gilt es beispielsweise das Dilemma zu überwinden, dass weniger raues Kupfer zwar für HF-Applikationen Vorteile bietet, jedoch eine etwas höhere Rauheit die Haftbarkeit bei der Leiterplatten-Verpressung verbessert. Auch die Geometrie (Profil) der Leiterbahnen wirkt sich bei höheren Frequenzen auf Signalverzögerungen aus. Darüber hinaus untersucht man bei AT&S auch die Einflüsse verschiedener Metalle auf den Skin-Effekt im GHz-Bereich und entwickelt dementsprechend neue Oberflächenmaterialien.