HDI-Technologie und die Zukunft der Leiterplatte

Zusammenfassung

Die letzten fünf bis zehn Jahre haben eine Technologieexplosion in Forschung und Entwicklung der Leiterplatte gebracht. Die größten Herausforderungen für Leiterplattenproduzenten stellten hierbei die Einführung des Laserbohrens sowie die notwendig gewordenen Design-Richtlinien von 100 µm Leiterbreite und Leiterabstand und die häufige Anwendung von „State of the Art“ Ball Grid Arrays (BGA) mit 800 µm Rastermaß dar. Die rasante Weiterentwicklung der Halbleiterbauteile bedingte immer kleinere Rastermaße, was für die Leiterplattenproduzenten eine weitere Herausforderung darstellt. Bereits die Reduzierung des Rastermaßes von 800 µm auf 500 µm ist ein großer Schritt für die Leiterplattenfertigung. Der derzeitig weitere Miniaturisierungsgrad macht jedoch den Übergang auf eine 75-µm-Technologie notwendig. Dadurch bricht für die Leiterplatte ein neues Zeitalter an. Die Leiterbreite und der Leiterabstand werden immer kritischer, und die kleiner werdenden Rastermaße benötigen kleinere Laserbohrungen. Damit steigen die Anforderungen an den Schaltungsträger extrem an. Vor allem die Basismaterialien und Registrationsverfahren müssen wesentlich verbessert werden, um diese Träger mit hoher Ausbeute und zu wettbewerbsfähigen Kosten produzieren zu können. Die Beibehaltung großer Arbeitsformate wird über Sieg oder Niederlage im Preiskampf entscheiden. Ausgehend vom Stand der Technik hat sich der vorliegende Beitrag zum Ziel gesetzt, dem Leser Erfahrungen und Zielvorstellungen der AT&S von der Etablierung dieser neuen Technologie näher zu bringen. Besonders hervorgehoben werden dabei die Bereiche Registration, Strukturierung, Basismaterial, Laserbohren, mechanisches Bohren sowie die zukünftig notwendigen neuen Oberflächen.

Abstract

The last five to ten years have brought a technology-explosion in research and development of the printed circuit board (PCB). The great challenges for PCB producers have been the introduction of laser drilling and the required design-guidelines for 100 µm line and space as well as the frequent application of “state of the art” ball grid arrays (BGA) with 800 µm array pitches. The rapid development of semiconductor components resulted in smaller grid dimensions, which has been another challenge for the PCB makers. The reduction of the grid dimensions from 800 µm to 500 µm has been a big step for the PCB fabrication. However, the current degree of miniaturization even requires the transition to a 75 µm-technology. The line and space widths become ever more critical, and smaller grid dimensions require smaller laser drilled holes. Thereby the demands on the circuit carrier increase dramatically. Primarily base materials and registration techniques must be improved essentially to be able to produce these carriers with high yield and competitive costs. The usage of big production panel formats will be essential in the price war. Based on the state of the art, the aim of this contribution is to give the reader details on AT&S experiences and objectives of the establishment of new technologies. In particular, process steps such as registration, solder mask, conductor layer and base material structuring, laser and mechanical drilling as well as future surface finishing approaches are emphasized.