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