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DESIGN GUIDE
Version 1.0 | April 2016
Embedded Component Technology
Design Guide
1
Embedded Component Technology
Die Zukunft der Elektronik tendiert zu höherer Zuverlässigkeit, mehr
Funktionen und zunehmender Miniaturisierung. Eine effiziente Nutzung
von immer kleiner werdenden Gehäusevolumen und winzigen Oberflächen gewinnt mehr und mehr an Bedeutung. ECT (Embedded Component Technology) dient als Lösung bei reduziertem Bauraum.
Das Anwendungsspektrum reicht von der Automobilindustrie über die
Industrieelektronik bis hin zu Medizintechnik und Sensorik.
Aktive oder passive Bauelemente werden mithilfe eines Einbettverfahrens in die Leiterplatte gebracht, so dass diese komplett in den Aufbau
integriert sind. Würth Elektronik unterscheidet dabei zwischen zwei
Herstellungsverfahren: ECT Microvia und ECT Flip-Chip.
„„Indikatoren
Im Folgenden finden Sie einen Überblick über die „Embedded
Component Technology“ und praktische Hinweise zum Design:
für die Technologiewahl
„„Technologievergleich
„„Verfügbarkeit
„„Design
von Bauelementen
Rules
Die Vorteile von ECT auf einen Blick
Miniaturisierung
Funktionen
„„Gehäuseersatz
„„Integrierte
„„Einsparung
„„Kurze
von Bestückfläche auf
den Außenlagen
Schirmung
Signalwege
„„Schutz
vor Umwelteinflüssen
„„Vollflächige
„„Plagiatschutz
Fixierung von Bauelementen
„„Wärmemanagement
Indikatoren für den Einsatz von ECT Microvia
Indikatoren für den Einsatz von ECT Flip-Chip
„„Kombination
„„Aktive
von aktiven und passiven Komponenten
„„Hochzuverlässige Aufbautechnologie
„„Metallisierung der Kontaktflächen mit Kupfer oder Nickel-Palladium
2
Zuverlässigkeit
www.we-online.de
Bauelemente, die bisher drahtgebondet sind
„„Keine passiven Komponenten möglich
„„Aktive Bauelemente mit Pitch < 250 µm
Technologievergleich ECT Microvia
und ECT Flip-Chip
ECT Microvia Variante 1
ECT Flip-Chip
1
1
1
2
2
1.2
3
3
3
4
4
1.4
5
5
5
1
Kupferfolie als Startsubstrat
2
Bestückung (face-down) auf der
Kupferfolie mit nicht-leitfähigem
Klebstoff (NCA)
Multilayer verpressen
4
Öffnen der Chipmetallisierung
mit dem Laser
Kupfermetallisierung & -strukturierung für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Chip
und Leiterplatte
5
1
Strukturierter Kern
1
2
Bestückung (face-up) auf dem Kern
mit leitfähigem (ICA) oder nicht-leitfähigem Klebstoff (NCA)
2
3
ECT Microvia Variante 2
Strukturierter Kern mit Footprint
für Flip-Chip
Flip-Chip Bestückung mit ACA Klebstoff (anisotrop-leitfähiger Klebstoff)
3
Multilayer verpressen
3
Multilayer verpressen
4
Öffnen der Chipmetallisierung
mit dem Laser
4 + 5 Je nach Kundenwunsch weitere
Leiterplattenprozesse
5
Kupfermetallisierung & -strukturierung für die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen Chip
und Leiterplatte
3
Verfügbarkeit von Bauelementen
Die passiven Komponenten mit Kupferterminierung werden anhand der Kundenanforderungen direkt von Würth Elektronik beschafft.
Bauform: 0402, Dicken von 150 µm bis 300 µm
Widerstände
150 µm
Kondensatoren
300 µm
300 µm
150 µm
Siliziumchips mit prozesskompatibler Metallisierung werden vom Kunden beigestellt.
ECT Microvia
„„Cu-Metallisierung auf dem Pad
„„NiPd-Metallisierung auf dem Pad
ECT Flip-Chip
„„Drahtgebondete Au-Stud-Bumps
„„Auf Wafer-Ebene aufgebrachte Au-Bumps
ECT- Via
100 µm
Design Rules
ECT- Via
ECT Microvia
ECT Flip-Chip
Abstand
Pad / Pad
≥ 75 μm
Pad Ø
175 μm
Abstand nächste
Komponente
≥ 300 μm
Abstand
Chip / Seitenwand
≥ 500 μm
End Ø 70 μm
Dielektrikum
20 - 25 μm
Höhe
Bauteil
≥ 150 μm
(< 150 μm
auf Anfrage)
Dielektrikum
≥ 50 µm
Pad Ø
125 μm
Pitch ≥ 250 μm
Padmetallisierung
≥ 6 μm Cu oder
≥ 5 μm Ni + flash Pd
Embedded Component
≤ 5 mm x 5 mm
Pitch ≥ 100 μm
Rückseitenkontakt (Microvia oder ICA) auf Anfrage
Dielektrikum
≥ 50 μm
Pad
Abstand
≥ 50 µm Pad / Pad
≥ 50 µm
!
Mehr Informationen zum Thema Embedding
erhalten Sie auf unserer Internetseite unter
www.we-online.de/ect
Embedded Flip-Chip
≤ 5 mm x 5 mm
Klebstoff ACA / NCA / ESC
(Encapsulated Solder
Connection)
ECT-Flip Chip
Würth Elektronik GmbH & Co. KG · Circuit Board Technology · Salzstr. 21 · 74676 Niedernhall · Germany · Tel: +49 7940 946-0 · [email protected]
4
www.we-online.de
Höhe
Bauteil
≥ 150 µm