Webinar: HDI Design Empfehlungen – HDI Design Guide Würth Elektronik Circuit Board Technology www.we-online.de Seite 1 02.07.2013 Agenda Nomenklatur und Begriffe Warum Microvia Technik? Möglichkeiten Kosten Entflechtung BGA www.we-online.de Seite 2 02.07.2013 Nomenklatur und Begriffe HDI • High Density Interconnection Microvia • Kleinste mit dem Laser gebohrte Bohrungen Buried Via • Vergrabene, innenliegende Bohrung Pitch • Mitte Pad zu Mitte Pad www.we-online.de Seite 3 02.07.2013 Nomenklatur und Begriffe Anzahl Microvia Lagen Anzahl Innenlagen Zwischen den Microvias Anzahl Microvia Lagen Anzahl Microvia Lagen Anzahl Innenlagen mit Buried Vias Anzahl Microvia Lagen www.we-online.de Seite 4 02.07.2013 Nomenklatur und Begriffe Anzahl Microvia Lagen Anzahl Microvia Lagen Anzahl Innenlagen mit Buried Vias Anzahl Innenlagen zwischen den Microvias www.we-online.de Seite 5 02.07.2013 Warum Microvia Technik? Entflechtungs- möglichkeit von kleinsten BGA Pitch www.we-online.de Hohe Zuverlässigkeit Seite 6 02.07.2013 Warum Microvia Technik? TWT i.d.R -45° / + 125° C Lötprozesse Aspect Ratio AR= h / IPC-2221/2122 Kupferschichtdicke t t Bohrqualität CTEz h Ausdehnung! www.we-online.de h Ausdehnung Z-Achse [µm] Basismaterial Standard-FR4 Z-Achse 70 60 50 40 30 20 10 0 25 Seite 7 50 75 Cu 100 125 150 175 200 225 250 T [°C] 02.07.2013 Warum Microvia Technik? Entflechtungsmöglichkeit von kleinsten BGA Pitch www.we-online.de Hohe Zuverlässigkeit Miniaturisierung durch Via in Pad Technik Seite 8 kostengünstige Erzeugung einer hohen Verdrahtungsdichte Zukunftssichere Technik - Bauteile werden immer kleiner 02.07.2013 Es erfolgt eine Umfrage Aus welchem Grund kann der Durchmesser der durchgehenden Vias nicht beliebig verkleinert werden? www.we-online.de Page 9 02.07.2013 Möglichkeiten – Standard Microvias Standard - Microvia EndØ 100µm Pad Ø 300µm Bei 60-70µm Dielektrikum www.we-online.de Seite 10 02.07.2013 Möglichkeiten –Microvias bei Signalintegrität Standard - Microvia EndØ 125µm Pad Ø 325µm Bei 85-110µm Dielektrikum - 1 x verpresst - 1 x Galvanik www.we-online.de Seite 11 02.07.2013 Möglichkeiten – Staggered Microvias www.we-online.de Seite 12 02.07.2013 Möglichkeiten – Staggered Microvias - 2 x verpresst - 2 x Galvanik - Füllen der Buried Vias und Microvias mit Epoxy www.we-online.de Seite 13 02.07.2013 Via Filling Prozess Kupfer FR4 Aushärten Kupfer Bohren Bürsten/Schleifen Bohrung metallisieren Vakuum filling Prozess www.we-online.de Seite 14 02.07.2013 Möglichkeiten – Staggered Microvias Staggered Microvias Pitch ≥ 300µm www.we-online.de Seite 15 02.07.2013 Möglichkeiten – Staggered Microvias - 3 x verpresst - 3 x Galvanik - Füllen der Buried Vias und Microvias mit Epoxy www.we-online.de Seite 16 02.07.2013 Möglichkeiten – Staggered Microvias und Buried Vias Pitch ≥ 400µm PadØ 550µm www.we-online.de Seite 17 02.07.2013 Möglichkeiten – Staggered Microvias und Buried Vias - 3 x verpresst - 3 x Galvanik - Füllen der Buried Vias mit Epoxy www.we-online.de Seite 18 02.07.2013 Möglichkeiten – Stacked Microvias Stacked microvia Kupfer gefüllt www.we-online.de Seite 19 02.07.2013 Möglichkeiten – Stacked Microvias - 3 x verpresst - Füllen der Buried Vias mit Epoxy - Füllen der Microvias mit Kupfer - 4 x Galvanik, Metallisierung der Microvias muss separat von den Buried Vias erfolgen www.we-online.de Seite 20 02.07.2013 Möglichkeiten – Stacked Microvias on Buried Vias Stacked Microvia on Buried Via Buried Via gefüllt und gedeckelt www.we-online.de Seite 21 02.07.2013 Varianten – Via Filling Prozess Kupfer FR4 Aushärten Kupfer Bohren Bürsten/Schleifen Bohrung metallisieren Metallisieren Vakuum filling Prozess www.we-online.de Seite 22 02.07.2013 Es erfolgt eine Umfrage Warum werden aus Kostengründen staggered Microvias empfohlen, verglichen mit stacked Microvias? www.we-online.de Page 23 02.07.2013 Möglichkeiten – Stacked Microvias on Buried Vias - 3 x verpresst - Füllen der Buried Vias mit Epoxy und übermetallisieren / „deckeln“ - Füllen der Microvias mit Kupfer - 4 x Galvanik www.we-online.de Seite 24 02.07.2013 Kosten 175 % Einfach Verpressung Zweifach Verpressung 150 % zusätzlich innenliegende Microvias 142 % buried Vias mech. gebohrt 120 % Kosten 115 % Laserbohren von 1 nach 3 90 % Microvias Microvias 1. ML08 ohne µ-Vías Microvias 1 nach 2 8 nach 7 PTH 1 nach 8 1 x Verpressen 1 x Galvanik 1 x Laserbohren 1 x mech. Bohren 2. 2. 1. 1. Microvias 1 nach 2 + 1 nach 3 8 nach 6 8 nach 7 PTH 1 nach 8 2 x Verpressen 1 x Galvanik 1 x Laserbohren 1 x mech. Bohren Microvia Filling? Microvias 1. 2+4+2 1+6+1 1. 2. 2. 1. 2. 2+4+2 100 % 2 + 4b + 2 2 + 4(6b) + 2 1 + 6b + 1 innenliegende Microvias (staggered) Dreifach Verpressung Microvias 1 nach 2 2 nach 3 7 nach 6 8 nach 7 PTH 1 nach 8 2 x Verpressen 2 x Galvanik 2 x Laserbohren 1 x mech. Bohren 1 nach 2 8 nach 7 PTH 1 nach 8 Buried Via 2 nach 7 2 x Verpressen 2 x Galvanik 1 x Laserbohren 2 x mech. Bohren 1 nach 2 2 nach 3 7 nach 6 8 nach 7 PTH 1 nach 8 Buried Via 2 nach 7 2 x Verpressen 2 x Galvanik 2 x Laserbohren 2 x mech. Bohren 1 nach 2 2 nach 3 7 nach 6 8 nach 7 PTH 1 nach 8 Buried Via 3 nach 6 3 x Verpressen 3 x Galvanik 2 x Laserbohren 2 x mech. Bohren Komplexität www.we-online.de Seite 25 11.06.2013 3. Entflechtung BGA Pitch 0,8mm Entflechtung mit mechanischen Vias www.we-online.de Seite 26 02.07.2013 Entflechtung BGA Pitch 0,8mm Entflechtung mit Microvias, Dogbone www.we-online.de Seite 27 02.07.2013 Entflechtung BGA Pitch 0,8mm Entflechtung mit Microvias in Lötpad www.we-online.de Seite 28 02.07.2013 Entflechtung www.we-online.de Seite 29 02.07.2013 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dominic Büch WÜRTH ELEKTRONIK GmbH & Co. KG Produkt Management Lasercavity Circuit Board Technology T.: +49 7622 397 223 M.:+49 151 7270 9888 E. [email protected] W. www.we-online.de www.we-online.de Page 30 02.07.2013