Schweizer Electronic Leiterplattentechnologie der Zukunft - Embedding im Fokus

Bei dem Interposer, dem Kernstück des »i²Boards«, handelt es sich um ein sehr dünnes Umverdrahtungselement, auf dem die Bauelemente mit extrem hoher Genauigkeit platziert werden können. Erst nach der Bestückung und elektrischen Prüfung wird der Interposer in den Gesamtaufbau der Leiterplatte integriert.
Bei dem Interposer, dem Kernstück des »i²Boards«, handelt es sich um ein sehr dünnes Umverdrahtungselement, auf dem die Bauelemente mit extrem hoher Genauigkeit platziert werden können. Erst nach der Bestückung und elektrischen Prüfung wird der Interposer in den Gesamtaufbau der Leiterplatte integriert.

Um den Trend zur Miniaturisierung bei elektronischen Geräten und Baugruppen künftig weiterhin vorantreiben zu können, bedarf es auch neuer Lösungsansätze im Bereich der Leiterplattentechnologie. Vielversprechend ist derzeit die Integration von aktiven und passiven Bauelementen direkt in die Leiterplatte, mit der man mehr Platz auf der Leiterplattenoberfläche schaffen und somit den Miniaturisierungsgrad noch einmal wesentlich steigern kann.

Die Schweizer Electronic AG beschäftigt sich schon seit einigen Jahren mit so genannten »Embedding Technologien« auf Leiterplattenbasis. Relativ weit fortgeschritten ist nach Angaben von Thomas Gottwald, Leiter Innovation Center der Schweizer Electronic AG, die patentierte »i² Board«-Technologie des Unternehmens, die heute bereits in erste reale Projekte mündet. Sie ist speziell konzipiert für das Embedding von Logik und basiert - anders als Wettbewerbslösungen - auf der Idee, einen vorbestückten Interposer anstelle von ungehäusten Chips in das Leiterplatteninnere zu integrieren. Bei dem Interposer, dem Kernstück des »i2 Boards«, handelt es sich um ein sehr dünnes Umverdrahtungselement, auf dem die Bauelemente mit extrem hoher Genauigkeit platziert werden können.

Danach erfolgt die elektrische Prüfung, die sicherstellt, dass ausschließlich Gutteile integriert werden. Erst nach diesen Schritten wird der Interposer, der bei Schweizer Electronic aus FR4-Material besteht, in den Gesamtaufbau der Leiterplatte eingefügt und zwischen den Harzsystemen der Prepregs verpresst. Dank diesem Aufbau lassen sich die großen Strukturunterschiede zwischen Leiterplatten und Halbleitern ausgleichen.

Andere Integrationslösungen bringen dagegen die Herausforderung mit sich, dass man die Chips in der Innenlage der Leiterplatte hochpräzise positionieren muss. Die zur Außenlage gerichteten Kontakte werden dann über einen Laserbohrprozess freigelegt und mit gängigen Durchkontaktierungsverfahren ankontaktiert. Die Problematik dieser Integrationstechnologie besteht darin, die feinen Anschlussstrukturen der hoch miniaturisierten Chips mit den vergleichsweise groben Strukturen der Leiterplatte zu »verheiraten«. Bei gröberen chipseitigen Anschlüssen funktioniert diese Technologie recht gut, bei zunehmender Miniaturisierung wird das natürlich immer schwieriger - wenn nicht sogar zu einem begrenzenden Faktor.

Bei dem Ansatz von Schweizer mit Interposer lässt sich die Problematik umgehen, da durch das Umverdrahtungselement nur eine indirekte Kontaktierung der ICs zur Leiterplatte stattfindet. Zum Teil kann sogar auf das Testen von »Bare Dies« - also den ungehäusten Chips - verzichtet werden.

Zu den wichtigsten Vorteilen dieser Embedding-Technologie gehört, dass man die Leiterplatte weiterhin so verarbeiten kann wie Standard-Leiterplatten. Thomas Gottwald unterstreicht: »Das Einbringen des bereits bestückten und getesteten Interposers ist der einzige abweichende Schritt!«

Eigenen Angaben zufolge verfügt Schweizer Electronic übrigens derzeit über die einzige Maschine weltweit, die das Einbringen des Interposers voll automatisiert durchführen kann. Damit hat das Unternehmen bereits einen Meilenstein zur Einführung der Technologie auch auf breiter Ebene erreicht.