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Das TherMoire®-Verfahren ermöglicht die Messung der Verwölbung von ebenen Oberflächen und deren Veränderung bei thermischer Belastung. Es wird dabei das Prinzip des Schattenmoire genutzt. Es kann ein Temperaturbereich von bis zu ca. 260?°C analysiert werden. Beispiele von praktischen Messungen an BGAs, Leiterplatten und SMT-Steckern zeigen, dass die Änderungen der Verwölbungen über den betrachteten Temperaturbereich teilweise sehr groß (z.B. 140?µm bei BGA) sein können. Diese starken Verwölbungen können eine Quelle von Schädigungen an gefertigten Baugruppen sein. // 

The TherMoire®-technique allows the measurement of changes in the warpage of flat surfaces under changing thermal conditions. The principle of shadow moiré is being used. The analysable temperature can reach up to 260°C. Examples of mea- sured BGA’s, printed boards and SMT-connectors demonstrate, that the changes in the warpage across the analysed temperature range can be (example measurement 140?µm for a BGA) very large. This large warpage is a possible source of damages on assembled boards.

Die Entwärmung auf herkömmlichen Leiterplatten kann auch ohne spezielle Leiterplattentechnologien wie Aluminiumkern oder Dickkupferkern durch Layoutmaßnahmen erfolgen. Die beste Entwärmung ist die Erhöhung des Wirkungsgrades, da die dadurch nicht erzeugte Verlustleistung (= Wärmeleistung) nicht abgeführt werden muss. Eine Möglichkeit wird durch Verminderung der DC-Flussverluste, die durch eine Vergrößerung des Leiterquerschnitts der Leiterbahnen erzielt wird, erreicht. Eine zweite Möglichkeit ist die Minimierung der Schaltverluste durch Verringerung der Ladungskapazitäten in der Schaltung. Diese Reduktion führt zu einer niedrigeren Verlustleistung in den wärmekritischen Bauteilen einer Bau- gruppe.

Mit Hilfe eines analytischen Modells wird die Abhängigkeit des Wärmedurchgangs durch eine Zwei- ebenenleiterplatte von der Geometrie und Anordnung von Thermal Vias untersucht. Das Modell zeigt, dass die Wärmedurchgangszahl je nach Metallisierungsdicke und Lotfüllung um Zehner- potenzen variiert werden kann. In einer experimentellen Studie wird das Wärmespreizvermögen von drei unterschiedlichen Typen von Leiterplatten verglichen (eine starre und eine flexible Leiterplatte auf FR4-Basis mit Thermal Vias und eine Metallkernleiterplatte), die jeweils als Schaltungsträger von Operationsleuchten auf der Basis von Leistungs-LEDs dienen. An Hand von Temperaturmessungen mit miniaturisierten Thermoelementen zeigt sich, dass alle drei Typen die thermischen Anforderungen erfüllen. Der Wärmewiderstand der FR4-basierten Leuchten lag unter 1,2?K/W, jener der Metallkernleiterplatte sogar unter 0,6?K/W. // 

In a first part we investigate the effect of thermal vias on the heat transfer coefficient through the PCB using a simple analytical model. It shows that thermal vias can increase the heat transfer coefficient by orders of magnitude. The model considers the arrangement and geometry of the vias, their metallization thickness and solder fillet. The further part is devoted to an experimental investigation of the thermal performance of three prototypes of high-power LED-based hospital-operation theatre lamps. The heat spreading ability of three different types of PCBs – two FR4-based prototypes with Thermal Vias and a further one with an insulated metallic substrate (IMS) – is assessed by single point temperature measurement with miniaturized thermocouples. All three prototypes fulfill their thermal requirement satisfactorily: the total thermal resistance of the FR4-based prototypes was below 1.2?K/W, the one with the IMS even below 0.6?K/W.

Neue Impulse zur Entwicklung und Produktion von räumlichen elektronischen Baugruppen

Förderpreis der Forschungsvereinigung 3-D MID e. V. verliehen

Im Rahmen des 8. Internationalen Kongresses MID 2008 im Fürther Konferenzzentrum wurde am 24. September der MID-Förderpreis 2008 und MID-Diplompreis verliehen. Der mit 1000?€ dotierte Preis ging an Dr.-Ing. Thomas Peitz, Innovationsmanager bei DEA Process Equipment GmbH. Zusätzlich wurde in diesem Jahr ein mit 500?€ dotierter Diplompreis an Johannes Hörber, wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl FAPS (Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik, Universität Erlangen-Nürnberg), verliehen. Mit diesem Preis will die Forschungsvereinigung 3-D MID e. V. Absolventen von Universitäten und Fachhochschulen auszeichnen, die mit ihren Arbeiten besondere Akzente für die weitere Entwicklung der Technologie räumlich integrierter elektronischer Baugruppen gesetzt haben.

Im Jahr 2008 feierte die Business Unit Thick Film (TFD-TH) der W. C. Heraeus GmbH, Hanau, ihr 40-jähriges Bestehen. Dies ist Anlass für einen kurzen Rückblick auf die Entwicklung dieses Geschäftsbereiches.

Als traditionsreiches Familienunternehmen mit über 150 Jahren Erfahrung in der Edelmetall- und Hochtemperaturtechnologie ergriff Heraeus 1968 die Chance, Dickfilmpasten in den damals aufstrebenden europäischen Markt der Mikroelektronik zu liefern. Ein zunächst nur kleines, fünfköpfiges Team startete in Hanau mit der ambitionierten Aufgabe, Dickfilmpasten zu entwickeln.

Nachdem die deutschen Hersteller von Maschinen und Anlagen zur Elektronikfertigung für 2008 mit einem Umsatzplus im Vergleich zum Vorjahr von 5?% gerechnet haben, ändert sich die Situation für 2009. Mehrheitlich sinkende Auftragseingänge dämpfen die Erwartungen für 2009 deutlich auf 2?% Zuwachs, wie vom VDMA während der electronica 2008 verkündet. Das große Spektrum der Rückmeldungen der Geschäftsklimaumfrage, die als ad-hoc-Einschätzung unter den Mitgliedern des Fachverbandes Productronic im VDMA vor der electronica 2008 durchgeführt wurde, spiegelt die gestiegene Unsicherheit in der Branche wieder. Volker Pape, Vorstand der Viscom AG und Vorsitzender des VDMA-Fachverbandes Productronic, betonte, dass die Branchenteilnehmer trotz gesunkener Wachstumsprognosen in den diversen Kundenmärkten zwar weniger dramatisch als erwartet reagierten, die Unsicherheiten für die Entwicklung der heterogenen Branche im nächsten Jahr bleiben aber bestehen. So meldete zum Befragungszeitpunkt immerhin ein Drittel der Befragten eine gleich bleibende oder bessere Auftrags- lage als noch vor einem Jahr, nur 16?% sah sinkende Umsätze für das Jahr 2008. Für 2009 werden sinkende Umsätze von 51?% der Befragten vorhergesehen.

Am 14. und 15. Oktober 2008 veranstaltete IMAPS-Deutschland e.V. seine Jahreskonferenz. Veranstaltungsort war erstmals die Hochschule München. Den über 130 Teilnehmern wurden 18 Fachvorträge geboten, in denen Entwicklungen auf den Gebieten Dünn- und Dickfilmtechnik sowie Packaging und Elektronik-AVT vorgestellt wurden. Die Konferenz wurde mit einer Ausstellung sowie der Mitgliederversammlung und einem Geselligen Abend abgerundet, so dass auch die Kommunikation nicht zu kurz kam.

Sitzung über LTCC-Themen

Nach der Konferenzeröffnung durch den 1. Vorsit- zenden Dr.-Ing. Jens Müller informierte John Whitmarsh, ESL, Reading, Großbritannien, über Dickfilmpasten für die Herstellung preiswerter isolierter Aluminiumsubstrate für den Einsatz als integrierte Wärmesenke für Hochleistungs-LED. Er stellte dabei zwei neue Pasten aus seinem Hause vor, von denen eine auf Glas- und die andere auf Polymerbasis aufgebaut ist. Vergleichenden Untersuchungen mit diesen zeigten, dass damit beschichtetes Aluminium nur einen geringen Wärmewiderstand von weniger als 2 W/K hat. Nur die deutlich teureren 4 W/mK ableitenden IMS können damit konkurrieren.

Liebe Mitglieder, in diesem Jahr findet am 17. März 2009 wieder das IMAPS-Seminar statt. Die zeitliche Nähe zur CICMT, die voriges Jahr erstmals außerhalb der USA in München ausgetragen würde, hatte uns dazu bewogen, nicht kurz vorher das deutsche Seminar durchzuführen. Die Technische Universität Ilmenau wird wie bereits vor zwei Jahren Austragungsort der Veranstaltung unter einem interessanten Motto sein: Ist Zuverlässigkeit noch bezahlbar? Sie finden hier das vorläufige Programm, es lagen zum Redaktionsschluss leider noch nicht alle genauen Vortragstitel vor. Entnehmen Sie diese bitte der Internetseite. Ort: TU Ilmenau, Humboldtbau, Humboldthörsaal, ab 9.00 Uhr.

Bericht zum 10jährigen Jubiläum der iTAC Software AG

Elektronische Schaltungen und Baugruppen weisen heute eine hohe Komplexität auf und bestehen zum Teil aus einer Vielzahl an Bauelementen. Dazu wird in der Regel eine außerordentlich hohe Zuverlässigkeit der Baugruppen gefordert. Besitzen zudem Hersteller von Baugruppen und Schaltungen unter- schiedliche Fertigungsstandorte, so müssen alle Standorte dieselbe Qualität ihrer Produkte vorweisen können. Ein derartiges Paket an Forderungen lässt sich mit moderner Software und entsprechenden Prüfmaschinen erfüllen. Ein Unternehmen, das sich inzwischen seit 10 Jahren mit großem Erfolg mit der Entwicklung von Software zur Verfolgung und Überwachung der Produktionsprozesse – so genannten Produktionsablaufsystemen oder Manufacturing Execution System MES – befasst, ist die iTAC Software AG mit Sitz in Dernbach bei Koblenz. Zur Feier des 10jährigen Bestehens hatte das Unternehmen etwa 120 Gäste aus der Wirtschaft in das Klostergut Besselich in Urbar geladen.

Firmeninhaber Manfred Fink hat der PLUS-Redaktion die neuen Anlagen vorgestellt, mit denen der SMT-Dienstleister sein Angebot um außergewöhnliche Dienstleistungen erweitert.

Die Firma LM-Electronic hat im Sommer 2008 die Fischer Baugruppen GmbH, Amtzell, übernommen, die sich auf die Fertigung von flexiblen Schaltungen im Rolle- zu-Rolle-Verfahren spezialisiert hatte. Die Fertigungseinrichtungen wurden inzwischen in die LM-Electronic Fertigungsstätte nach Sigmarszell verlagert. Zudem ist das Personal, das große Erfahrungen und spezielles Know-how in der Rolle-zu-Rolle-Folienbestückung hat, komplett übernommen und bereits verstärkt worden. Dadurch konnte das bisherige Dienstleistungsangebot in kurzer Zeit erheblich erweitert werden, so dass nun auch die Bestückung von flexiblen Schaltungen im Endlosformat bzw. in Überlängen angeboten werden kann. Die Rolle-zu-Rolle-Bestückung besteht aus dem separaten Rolle-zu-Rolle-Lotpastendrucksystem, dem Rolle-zu-Rolle-Bestück- und -Lötsystem und dem separaten Schneid- tisch.

Intel hat bekannt gegeben, dass die Entwicklungsphase für seine nächste Fertigungsprozess-Generation abgeschlossen ist. Die Größe von Transistoren schrumpft auf 32 nm, was eine größere Dichte, noch höhere Energieeffizienz und eine gesteigerte Leistungsfähigkeit verspricht. Das Unternehmen liegt nach eigenen Angaben im Zeitplan, um im vierten Quartal 2009 mit der Produktion von Prozessoren in 32-nm-Technologie zu beginnen. Damit sieht es sein Tick-Tock-Modell bestätigt, nachdem in einem jährlichen Rhythmus abwechselnd neue Prozessor-Architekturen und Fertigungsprozesse eingeführt werden sollen.

Am 11./12. September feierte die ProCon X-Ray GmbH, Garbsen, die vor 5 Jahren erfolgte Markteinführung ihres ersten Produkts, des Desktop-3D-Röntgen-CT-Systems CT-MINI, mit einer Vortragsveranstaltung und einem Festabend.

Ein junges Unternehmen mit langjähriger Erfahrung und starken Partnern

Bei der Begrüßung stellte Geschäftsführer Joachim Gudat sich und seine Firma vor und erläuterte danach die Fundamente beim CT-MINI-Start. Die vor 5 Jahren gegründete ProCon X-Ray GmbH entwickelt seit Anfang 2004 in Garbsen 3D-Röntgen-Computer-Tomographiesysteme für die zerstörungsfreie Produktprüfung, wobei unter anderem ein hoher Wert auf eine einfache Bedienbarkeit sowie ein hohes Qualitätsniveau gelegt wird. Durch eine enge Zusammenarbeit mit Kunden und anderen Partnern werden Verbesserungsmöglichkeiten entdeckt und neue Lösungen entwickelt. So ist es durch die Kooperation mit dem Entwicklungszentrum für Röntgentechnik EZRT der Fraunhofer-Institute IZFP in Saarbrücken und IIS in Erlangen möglich geworden, beim CT-MINI eine quasi Echtzeit-3D-Rekonstruktion aus den Röntgenbilddaten zu realisieren.

Der Einladung zur zweiten International Conference for Electronic Packaging and Assembly Technology – China SMT Forum nach Shanghai folgten über 250 Teilnehmer aus verschiedenen Bereichen der chinesischen SMT-Industrie. Der von Business Media China BMC sehr gut organisierte und inhaltlich ausgewogene Kongress bot durch die simultane Übersetzung (Englisch – Chinesisch) allen Zuhörern den gleichen Zugang zu den Referaten. Auf zwei Leinwänden wurden die Vorträge parallel jeweils in Englisch und in Chinesisch präsentiert. Durch die Wahl des Sheraton Grand Shanghai Tai Ping Yang Hotels war der pro- fessionelle, technische Ablauf des Kongresses garantiert. In den Pausen bot sich die Möglichkeit, einige Produkte ausstellender Firmen näher kennen zu lernen. Zu den Ausstellern zählten XYZTec und Zhouxin Electronics. Die regen Diskussionen zwischen Teilnehmern, Referenten und Firmenvertretern zeigten, dass das Kongressangebot eine volle Resonanz erfuhr.

Mikroelektronik leistet Beitrag zum Klimaschutz

Mikroelektronik – Trendanalyse bis 2012

Zentralasiens Energietechnikmarkt unter Spannung

Fakten zur gesamtwirtschaftlichen Bedeutung der Elektroindustrie

Hightech-Branche Elektronik

Positionspapier – Verwendung von Trocken- mittelbeuteln vor dem Hintergrund von REACH

Schon im ausgehenden Jahr 2008 ist die Fraunhofer- Gesellschaft kräftig gewachsen und hat 1400 neue Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter eingestellt. Der Aufwuchs geht auch 2009 weiter: Fast alle der 57 in ganz Deutschland verteilten Fraunhofer-Institute suchen dringend weitere Wissenschaftler/innen, Ingenieure, Techniker und Verwaltungsangestellte – alles hochwertige Arbeitsplätze mit großem Zukunftspotenzial. Das Wachstum findet vor allem in den von Zukunftsthemen Energie, Sicherheit, Gesundheit und Mobilität statt.

Einleitung

Microvia-Leiterplatten werden regional unterschiedlich benannt: Build-Up Board (Japan), SBU/Sequential Build-Up Board (Europa) und HDI Board (USA und anderswo), wobei HDI Board mit High Density Interconnect Leiterplatte zu verstehen ist [1]. Aber keiner dieser Begriffe beschreibt das Wesen einer Microvia-Leiterplatte korrekt, denn diese ist als eine Leiterplatte mit Strukturen von Verbindungssacklöchern auf der Oberfläche zu definieren. In vielen Fällen können diese Löcher als Ergebnis eines sequentiellen Lagenaufbaus vergraben sein. Unabhängig von Definitionsfragen nimmt die Anwendung von Microvia-Leiterplatten (Microvia Boards, MVB) von Jahr zu Jahr zu, bedingt durch das stetige Ansteigen der Verbindungsdichte auf der Leiterplatte. Ziel dieses Beitrags ist es, die weltweite Entwicklung der Produktion von MVB zu betrachten und einige Aspekte der MVB-Technologie zu diskutieren.

Bei einem Besuch vor Ort wurden der PLUS-Redaktion die neuen Möglichkeiten der Optiprint AG für die Realisierung von Leiterplatten vorgestellt.

Die Optiprint AG, Rehetobel, Schweiz, die vorwiegend Hochfrequenz- und Starrflex-Leiterplatten herstellt, hat im Sommer ein Laser-Direktbelichtungssystem der neu- sten Generation von Orbotech installiert. Gegenüber der herkömmlichen Bildübertragung mittels Filmen ermöglicht die Laser-Direktbelichtung (Laser Direct Imaging, LDI) einen Technologiesprung. Denn mit dem neuen LDI-System können (abhängig von der Kupferdicke) in der Serienfertigung Leiterbildstrukturen (L/S) bis unter 30?µm mit hoher Zuverlässigkeit realisiert werden. Bei Versuchen mit Flüssigresist wurden sogar L/S von minimal 15?µm erreicht. Ein weiterer bedeutender Vorteil der LDI-Technik ist die viel genauere Registrierung, was vor allem für hochlagige Multilayer interessant ist. Denn hier können in Verbindung mit anderem Equipment von Optiprint Lagenversätze von wenigen Mikrometern realisiert werden.

Die Andus Electronic GmbH Leiterplattentechnik hat einen neuen Inhouse-Prozess zum galvanischen Verfüllen von Microvias qualifiziert, der insbesondere die Kombination von FinePitch-Bauelementen mit der Microleitertechnik ermöglicht. Die neuen, von außen nicht mehr sichtbaren Microvias erlauben die Entflechtung von µBGAs ohne Zugeständnisse an die Leiterbahnbreite. Gefüllte Microvias sind ursprünglich entwickelt worden, um BGA-Balls auf Microvias sauberer löten zu können. Dahinter steckt die Idee, die Vertiefungen im Pad zu eliminieren, um Lufteinschlüsse beim Löten, Abmagerungen der Lötstellen und Benetzungsprobleme zu umgehen. Untersuchungen aus den 1990er Jahren haben zwar gezeigt, dass sich BGAs mit einem Pitch von mehr als 0,8?mm noch problemlos auf normalen Microvias löten lassen. Die gelegentlich verbleibende Luftblase stellt keine Einschränkung in der Zuverlässigkeit dar.

Leiterplatten sind hochwertige Produkte, die umfangreiche Qualitätskontrollen erfordern, um ihre Funktionssicherheit zu garantieren. Die Qualität von unbestückten Leiterplatten wird unter anderem anhand der Dickenmessung der Kupferschicht von Leiterbahnen (z. B. mit Wirbelstrom- oder Widerstandsmessungen), der Kupferschicht in den Bohrungen oder des Lötstopp- oder Schutzschichten bestimmt. Die unterschiedlichen Messverfahren werden vorgestellt und die Vor- und Nachteile diskutiert. // 

Printed circuit boards are high-value products, calling for numerous quality control operations in order to guarantee their reliable operation. Quality control of bare boards includes a thickness measurement of the overlying copper forming the tracks (e.g, using eddy current or resistance measurements), the copper in through-holes, as well as thickness of solder stopmask and protective coatings (e.g OSP). The various measurement techniques used, are reviewed, their advantages and drawbacks are discussed.