Technologie by MOS - MOS Electronic GmbH
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Technologie by MOS
Technologie
by MOS
13. Auflage - 07 / 2018
MOS Electronic GmbH
Hermann-Löns-Straße 40-46
D-75389 Neuweiler
phone +49 (0) 70 55 - 92 99 -0 | fax +49 (0) 70 55 - 15 81
info@mos-electronic.de | www.mos-electronic.de leiterplattentechnik für die zukunftTechnologie by MOS 13. Auflage, Stand: Juli 2018
Inhalt Inhalt
aufgesetztes Blind Via
Über MOS 6-7 Lacke / Drucke / Beschichtungen 33 Prepr
innenliegende
DK-Bohrung
innenliegende
DK-Bohrung
gefüllte
SBU-
gefüllte
Der MOS-Verbund 8-9 Endoberflächen / Veredelungen 33 - 35 Kern
Prepreg
Eildienst 11 Via Filling 36 - 38 aufgesetztes Blind Via
PoolPlus 11 Copper Hole Filling 38
Das MOS Lieferportfolio 12 - 13 Einpresstechnik 39 - 44
Ausführungen 14 - Flexible bzw. elastische Einpresstechnik 40
- Massive Einpresstechnik 41
Service und Beratung 15
Backplanes 45
Formate 15
IMS 46 - 56
Technologie Roadmap 16 - 19
- Materialien 48
Basismaterialien 20 - 21 - Ausführungen 52
- Das einlagige IMS-Board 53
Lagenaufbauten 22 - Mehrlagige IMS-Varianten 54
Impedanzprüfung 22 Dickkupfer Technologie 57 - 59
Impedanzmodelle 23 - 24 Starrflex-Technologie 60 - 80
Lagenaufbau mit - Anwendungsgebiete 61
impedanzgeführten Leiterbahnen 25 - Basismaterialien 62 - 67
- Hinweise zur Konstruktion 68 - 80
Design Rules 26 - 31
Referenzen 82 - 83
- Außenlagen 26
- Innenlagen 27 Umweltschutz 84 - 85
- Bohrungen und Mivrovias 28
- HDI / SBU Design 29 Kontakt 86
i
- Lacke und Siebdrucke 30
- Mechanik 31 Vertretungen 87
Lötstopplacke 32 Notizen 90 - 93Über MOS
Qualität
by MOS
Die MOS Electronic kann bei der Fertigung von gedruckten Schaltungen auf eine
Erfahrung von über drei Jahrzehnten zurückgreifen. Durch die Kooperation mit
unseren Verbundpartnern in Fernost sind wir in der Lage, alle Arten von Leiter-
ISO 9001:2015
platten in jeder Stückzahl anzubieten. Vom Prototypen bis zur Großserie - Alles
aus einer Hand. Bei der Entwicklung von Prototypen werden oft Anforderungen
formuliert, welche erst lange Zeit später bei Serienfertigung zum Tragen kommen.
Unser Anspruch „immer einen Schritt voraus“ garantiert Ihren Projekten heute
schon Technologie von morgen. Nicht umsonst lautet unser Grundsatz:
» Leiterplattentechnik für die Zukunft «
Der Qualitätsstandard unserer Produkte ist ein fester Bestandteil unserer Un-
ternehmensphilosophie. Bereits seit Unternehmensgründung ist unser Ziel, die
Fertigung auf technologisch höchstem Stand zu halten. Ständige Neuinvesti-
tionen und Produktverbesserungen sind ein wesentlicher Bestandteil unseres Er-
folges. Bereits im Jahre 1985 wurde im Hause MOS der Eildienst ins Leben geru-
fen. Eildienstfertigungen für Prototypen, aber auch Notfallproduktionen größerer
Mengen und Lieferungen direkt ans Band gehören längst zum Tagesgeschäft
- selbstverständlich in Serienqualität. Unsere zahlreichen Referenzen bspw. aus
der Automobilindustrie bestätigen eine absolut zuverlässige und hochprofes-
sionelle Abwicklung, gestützt von unserem äußerst flexiblen Team aus rund 70,
meist langjährigen Mitarbeitern.
LEITERPLATTENTECHNIK FÜR DIE ZUKUNFT
6 9Der MOS-Verbund Der MOS-Verbund
Unsere Verbundpartner sind mindestens nach ISO 9001, IATF 16949 und ISO
14001 zertifiziert. Außerdem sind Hersteller für Luft- und Raumfahrtprojekte mit
AS9100 und Nadcap-Zulassung verfügbar. Neben komplett RoHS-konformen
und für bleifreie Prozesse zugelassenen Produkten sind i.d.R. alle Produkte
UL-zugelassen.
Qualität Vor Auslieferung an unseren Kunden werden alle Lieferungen unserer Verbund-
Präzision
High Tech partner einer definierten und umfangreichen Qualitätsprüfung unterzogen.
Darüber hinaus ist die präventive Qualitätssicherung ein wichtiger Bestandteil
Flexibilität
unserer Sourcing Strategie. Neben der Sicherstellung einer kontinuierlichen
Produktqualität durch ständige Prozess- und Qualitätsüberwachung vor Ort be-
deutet präventive Qualitätssicherung für uns, bereits bei der Lieferantenaus-
Schnelligkeit
wahl auf die wirtschaftlichen und sozialen Verhältnisse hohen Wert zu legen.
Seit 2005 arbeiten wir mit festen asiatischen Serienherstellern zusammen, so
dass wir alle Arten von Leiterplatten in allen Seriengrößen anbieten können.
Aufgrund unserer Erfahrung und Kompetenz als Leiterplattenspezialist sind wir
dazu in der Lage, auch komplexe Produkte problemlos bei unseren Vertrags-
partnern in Fernost zu fertigen. Die Kenntnis der Fertigungsanlagen und Pro-
zesse ermöglicht uns bei kritischen Produkten bereits in der Musterphase ge-
meinsam mit unseren Partnern Lösungsvorschläge für eine kostenoptimierte
Serienfertigung zu erarbeiten.
Nutzen Sie unsere langjährige Erfahrung mit Serienlieferungen aus Fernost.
Wir übernehmen für Sie die gesamte Abwicklung von Angebotserstellung und
Fertigungsauswahl, technischer Klärung, Fertigung, Qualitätskontrolle bis zur
logistischen Organisation.
8 9Eildienst
The „Der Eildienst fängt beim Angebot an!“
„Pink Circuit Board“ • Produktion ab einem Arbeitstag
- bei HDI und Starrflex Lieferzeit nach Absprache
• Produktion in Serienqualität
- gleiche Prozesse und Maschinen
- gleiche Datenbearbeitung und Archivierung
- Übertragbarkeit auf Serie
• Keine Einschränkung bei LP-Ausführung
• Unsere große Stärke: Notfallproduktion auch für größere Serien
• Flexibilität ist für uns selbstverständlich -
für wichtige Aufträge auch am Wochenende...
Pool Plus
Sie benötigen preiswerte Muster in Serienqualität und kürzester Zeit?
Testen Sie unseren PoolPlus-Service.
OPTIONEN
Layout und
Enddicke
Bahnbreite
/ Abstan
Enddicke d 70 µm
> 1,00 mm min. (bei
Basiskupfer
Enddicke bis 2,00 18 µm)
> 2,00 mm mm +/- 10%
Endkupferdick bis 3,20
mm +/- 10% 90 €
en
Außenlagen ohne Aufpre
70 µm (Bahnb is
Außenlagen reite / Abstan 60 €
105 µm
plus
(min. Bahnbr d 150 µm
Innenlagen min.)
70 µm (min. eite 140
Innenlagen Bahnbreite µm / min.
Abstand ohne Aufpre
105 µm 140 µm 210 µm) is
IMS-Material (min. Bahnbr / min. Abstan
(Aluminium) eite 210 d 210 µm) 35 €
µm / min.
Dicke 1,00 Abstand 35 €
mm oder 340 µm)
Endkupferdick 1,60 mm
(Sonderdicken 50 €
e 35 µm auf Anfrag
Basispreisliste Thermal oder 70 e)
Conductivity µm
Bitte beacht 1,6 W/m*K
(VT-4A1) ohne Aufpre
2 Lagen 222 € » 4 AT Bei kompl
en Sie bei
IMS-M
exen Fräspr aterialien: Min.
oder 2,2
W/m*K (VT-4A ohne Aufpre
is
ogrammen Durchm 2) is
Mechanik
4 Lagen 444 € » 6 AT IMS-Material (Aluminium)
Mehrfa
oder vielen esser Fräser
Teilen auf : 2,00
ohne Aufpre
is
Basispreis: 288 € » 6 ATchnutzen geritzt dem Poolfe mm. Min. Lochd
6 Lagen 666 € » 8 AT Mehrfachnutz
(vorbehaltlich Materialverfügbarkeit) en gefräst
ld könne
n Mehrk
urchmesser
osten entste1,00 mm.
Mehrfachnutz hen.
8 Lagen 888 € » 10 AT en geritzt
Bitte beacht
und gefräst 40 €
en
Bei dünne Sie: Unsere Standa 60 €
ren Fräser rd-Fräs
Oberflächen n sowie
Beschreibung komplexener haben einen 80 €
Entek / Chem. Fräsprogram Durchmesser
Zinn (1,0 men könne von 2,00
Unser Angebot gilt für ein Poolfeld der Größe 419 x 577 mm. Bei kleineren Layouts Chem. Ni/Au µm min.) n Mehrk und 2,40
(3-5 µm / Chem. osten entste mm.
wird die Leiterplatte bei bestmöglicher Auslastung des zur Verfügung stehenden Ni / 0,05-0, Ag hen.
Drucke 15 µm Au)
Feldes vervielfältigt. Die Vervielfältigung ist technisch bedingt (Abstand von LP zu
Bestückungsd 40 €
LP i.d.R. 8 mm). Wir garantieren eine fehlerfreie Ausbringungsmenge von min. Poolfeldruck je Seite
60%. Passt nur eine LP auf das Poolfeld, müssen min. 2 Poolfelder bestellt werden Bestüc (weiß) 80 €
419 xkungsd
577 ruckmmje Seite
(siehe optionale Preisliste). Verschiedene Layouts pro Poolfeld sind im Rahmen Abziehlack (nicht weiß)
je Seite
dieses Angebotes nicht zulässig. Alle Produkte haben eine UL-Zulassung (außer Viadruck 60 €
(IPC 4761
IMS) und sind RoHS-konform. Fertigungsstandard ist IPC A600 Klasse 2 (min. Karbondruck type IV)
90 €
Die MOS Electronic bietet schon seit vielen Jahren Lötstopplacke in allen erdenk-
Lochkupfer 20 µm). Für Mehrfachnutzen und komplexe Fräsprogramme beachten
Farbumstellung 90 €
Sie bitte unser Aufpreissystem. Lötstopplack
Sonstiges (Alle Farben 90 €
möglich,
Impedanzprüfu Typ: Carapa 120 €
AUSFÜHRUNG ng ce EMP11
Erstmusterprü 0)
er
120 €*
fbericht
Poolfeld
Basismaterial 2-Lagen FR 4 TG 140 / TG 150 Fertigung
nach IPC
Basismaterial Multilayer Ventec VT-481 oder Isola IS400 (TG 150 gefüllt, je nach Verfügbarkeit)
Elektrische Klasse 3
Prüfung (min. Lochku 280 €*
lichen Farben an. So ist bspw. der Farbton Magenta in Anlehnung an die MOS ei-
pfer 25 µm)
g für mehrere
IMS-Material (Aluminium) Ventec VT-4A1 oder VT-4A2 (Dielektrikum 75 µm / 100 µm / E-Test
weitere auf Anfrage) 180 €*
bei 2-Lage
Enddicke 1,60 mm +/- 10% E-Test ab n und IMS
4-Lage zzgl. 10%
auf den
Endkupferdicke Außenlagen 35 µm Anzahl Poolfel n Gesamtpreis
der
Endkupferdicke Innenlagen 18 µm oder 35 µm Unser Angebo
o.g. Zuschla
60 €
oder drei t bezieht
Oberfläche Heißluftverzinnung bleifrei Poolfelder sich auf inklusive
die Größe
an. Die Zuschlä
Für 2 Poolfel eines
Lötstopplack Peters Elpemer 2467 (grün matt) der ge auf den Poolfeldes. Optiona
Für 3 Poolfel Gesamtpreis l bieten
gene Unternehmensfarbe lieferbar. Erste Farbmuster sorgten unter anderem bei
Standard-Prepregs 106 / 1080 / 2116 / 7628 (weitere auf Anfrage) der für ein Poolfel wir jedoch im
entfällt der
Versandpausc d, welche Rahme
Standard-Kerne (mm) 0,1 bis 1,46 (Sonderaufbau nach Absprache) hale (für wir hierfür n des PoolPlus
Lieferungen berechnen auch zwei
Service: 30% müssen,
Bitte beachten Sie: Ein symmetrischer Aufbau ist erforderlich. Next Day innerhalb sind:
Service: 12.00 Uhr Deutschlands
Next Day ) 50%
Positionen
LAYOUT 9.00 Uhr
Bahnbreite / Abstand 0,10 mm (bei Basiskupfer 18 µm) Rechtliche 12 €
Min. Reststeg Lötstopplack 0,10 mm (bei Basiskupfer 18 µm) Bei den Produkte
s
* für diese
110 €
dem Messeauftritt von Peters auf der Productronica 2011 in München für reichlich
plus
erst nach n aus dem
Toleranz Enddurchmesser endgülti PoolPlus
Lieferbedingung ger Datenpr -Service
üfung. Wir handelt es
• Plated Drills < 6,00 mm +/- 0,10 mm vereinba en auf www.mo behalten sich um
rt): sofort uns vor, ein Angebot
poolplus ohne Abzug. s-electronic.de. für dieses der MOS
• Non-Plated Drills < 6,00 mm +/- 0,05 mm @mos-e Lieferun Preise verstehe Angebo Electronic
viduelles
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.de. Bestellu g ab Werk. Bei n sich exkl. t ungeeignete ProjekteGmbH. Eine Gültigke
ngen/Da Interesse Mehrwertsteuer abzulehnen. it des Angebot
• Routing (inner/outer) +/- 0,10 mm ten senden oder Fragen . Zahlung Es gelten es besteht
Sie bitte wenden sbedingungen: unsere
an: poolplus Sie sich
Bohrungen größer 6,00 mm werden gefräst. @mos-e bitte an unseren (sofern nichtVerkaufs- und
lectronic Vertrieb abweich
.de. Gerne end
erstellen , Tel. 07055-9299-30,
Gesprächstoff. „Dieses Produkt zeichnet sich wie auch unsere anderen Farbtöne
Es würde uns freuen, könnten Sie von unserem Angebot Gebrauch machen. Ihre Spezifikation ist nicht wir Ihnen
auch ein
aufgeführt? Gerne erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot. Anfragen an: anfrage@mos-electronic.de indi-
gültig bis
31. Dezem
ber 2017
Nicht schnell genug?
Fragen Sie nach unseren Eildienstoptionen.
durch eine hohe Farbstabilität aus. Der magentafarbene Sonderfarbton wurde
auf Kundenwunsch der Firma MOS Electronic entwickelt. Ziel von MOS ist es,
das Corporate Design auch verstärkt im Produktportfolio umzusetzen: Magenta
- eine Farbe, die für Qualität steht.“ (Quelle: LPinfos 3/2011, Kundenzeitschrift der
PETERS-Gruppe)
i Interesse geweckt? Fordern Sie noch heute unseren PoolPlus-Flyer
an. Email: poolplus@mos-electronic.de oder telefonisch bei unserem
Vertriebs-Team (siehe Seite 86).
10 1112
Eildienst
Notfallproduktion
Prototyping / R&D
Sprechen Sie uns an...
Kleine & mittlere Serien
Vom Prototyping bis zum End of Life
Das MOS Lieferportfolio
Fertigung bei
auf Ihre Bedürfnisse zugestimmtes Konzept.
MOS Deutschland
Professionalität
Serienfertigung
Europäische und
asiatische Partner
Service – Zuverlässigkeit – Verantwortung – Qualität
über unsere Leistungen. Abgerundet wird unser Portfolio durch die passende Lo-
Partnern in Europa und Asien eine nicht minder wichtige Säule in unserer Unter-
Ein wichtiger Baustein für unseren Unternehmenserfolg ist die vollumfängliche,
dürfnisse unserer Kunden. Neben der Eigenfertigung stellt die Serienfertigung bei
gistiklösung - sicher auch für Ihr Projekt. Gerne erarbeiten wir ein individuelles,
nehmenskultur dar. Unsere Liefer- und Performancematrix bietet einen Überblick
strategische Ausrichtung auf die gesamtheitlichen Liefer- und Performance-Be-
LEISTUNG
MOS Eildienst MOS OneShot MOS Serie Maßlam Kooperation Europa Handelsware Fernost
1 – 2 Lagen max. 250m²/batch max. 250m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 2 AT n/a auf Anfrage
Standard Lieferzeit: 4 Wo. Lieferzeit: 6 Wo. Seefracht: 12-14 Wo.
4 – 6 Lagen max. 250m²/batch max. 100m²/batch 10-500m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 3 AT auf Anfrage
Standard Lieferzeit: 4 Wo. Lieferzeit: 6 Wo. Lieferzeit: 8 Wo. Seefracht: 12-14 Wo.
8 – 10 Lagen max. 200m²/batch max. 100m²/batch 10-500m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 4 AT auf Anfrage
Multilayer Lieferzeit: ca. 4 Wo. Lieferzeit: 6 Wo. Lieferzeit: 8 Wo. Seefracht: 12-14 Wo.
> 10 Lagen max. 100m²/batch max. 100m²/batch 10-500m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 5 AT auf Anfrage
HDI Multilayer Lieferzeit: ca. 4 Wo. LZ nach Absprache Lieferzeit: 8 Wo. Seefracht: 12-14 Wo.
210 – 400μm max. 100m²/batch max. 100m²/batch 10-250m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 5 AT auf Anfrage
Dickkupfer Lieferzeit: ca. 4 Wo. LZ nach Absprache Lieferzeit: 8 Wo. Seefracht: 12-14 Wo.
Inlays max. 50m²/batch max. 50m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 12 AT n/a auf Anfrage
Copper Coin Lieferzeit: 4 Wo. LZ nach Absprache Seefracht: 12-14 Wo.
max. 25m²/batch max. 25m²/batch 10-1.000m²/batch
TECHNOLOGIE
IMS ab 5 AT n/a n/a
Lieferzeit: 4 Wo. LZ nach Absprache 4-6 Wo.
Flexible max. 15m²/batch max. 15m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 5 AT n/a auf Anfrage
PCB Lieferzeit: 4 Wo. LZ nach Absprache Seefracht: 12-14 Wo.
Starrflexible max. 15m²/batch max. 15m²/batch Luftfracht: 6-8 Wo.
ab 10 AT n/a auf Anfrage
PCB Lieferzeit: 4 Wo. LZ nach Absprache Seefracht: 12-14 Wo.
Sonder- nach nach nach nach nach
n/a
technolgien Absprache Absprache Absprache Absprache Absprache
13Ausführungen Service und Beratung
• Einseitig bis 50 Lagen • Technologische Beratung
(Dicke 6 mm max., im Verbund bis zu 10 mm max., 72 Lagen) • Impedanzberechnungen und Lagenaufbauvorschläge
• HDI- und SBU-Multilayer (4 + Kern + 4 max.) • Unterstützung bei der Entwicklung neuer Produkte
• Blind, Buried und Microvias • Erarbeitung von Alternativlösungen und Weiterentwicklung zur Produktstabilität
• Stacked Vias • Nutzung von Synergieeffekten
• Hochfrequenz– und impedanzkontrollierte Leiterplatten • DFM (Design For Manufacturing)
• Halogenfreie Leiterplatten • Workshops und Technologietage mit kundenspezifischen Inhalten
• Backplanes
• Dickkupfer bis 400 μm
• Cu-Inlay Technologie
• Einpresstechnik
• IMS / Metal-Core PCB
• Flex / Starrflex (auch HDI)
• Via Hole Plugging und Copper Hole Filling
• Verschiedenfarbige Lötstopplacke
• RoHS-Konformität und UL-Listung
• Sondermaterialien (z.B. Rogers, Nelco, glasverstärktes Polyimid, etc.)
• Sonderanwendungen nach Kundenwunsch
Unsere Produkte werden nach IPC A600G Klasse 2 (alternativ
Klasse 3) gefertigt.
Formate
• Standardformat für einseitige und doppelseitige Leiterplatten:
580 x 427 mm² (nutzbare Fläche)
• Standardformat für Multilayer:
577 x 419 mm² (nutzbare Fläche)
• Standardformat für SBU-Multilayer:
577 x 419 mm² (nutzbare Fläche)
• Max. Größe im MOS-Verbund:
1200 x 700 mm² (nutzbare Fläche)
• Sondergrößen auf Anfrage
14 15Technologie Roadmap Technologie Roadmap
Kategorie Technologie
2017 2019 2021 Kommentar
Standard Sondertechnik Standard Sondertechnik Standard Sondertechnik
Anzahl Lagen 28 50 38 54 48 58
Bei > 4 Pressungen müssen Spezialmaterialien
Sequentielle
4+Kern+4 6+Kern+6 5+Kern+5 (7+Kern+7) 6+Kern+6 (8+Kern+8) eingesetzt werden. Die Entwicklung ist somit auch
Aufbauten
abhängig von den Materialherstellern.
Allgemein
Max. Cu
Innenlage einfach 400μm 500μm 500μm 600μm 600μm 800μm > 210μm nur Walzkupfer möglich
und Außenlagen
Max. Cu
Innenlage zu 210μm 400μm 400μm 600μm 600μm 800μm > 210μm nur Walzkupfer möglich
Innenlage
Min. Line/Space 70 50 60 50 50 40 Bedingt Basiskupferdicke
Anzahl Flex-Lagen 4 8 8 12 12 16
Einfache symetri-
sche und asymet-
rische Aufbauten
Horizontal
asymetrische
Aufbauten
Flexible und starrflexible PCB
Buchbindetechnik 4 flex. Lagen 8 flex. Lagen 8 flex. Lagen 12 flex. Lagen 12 flex. Lagen 16 flex. Lagen
Multi-Flexlayer 4 flex. Lagen 6 flex. Lagen 6 flex. Lagen 8 flex. Lagen 8 flex. Lagen 8 flex. Lagen
Unilaterale
asymetrische 2 Ebenen 2 Ebenen 4 Ebenen 4 Ebenen 6 Ebenen
Aufbauten
16 17Technologie Roadmap Technologie Roadmap
Kategorie Technologie
2017 2019 2021 Kommentar
Standard Sondertechnik Standard Sondertechnik Standard Sondertechnik
Entwicklungs-
Partial HDI
projekt auf
(Mutter-/Tochter-
Anfrage bedingt
()
board)
möglich
Konfigurationen
Spezielle
Partial IMS Hybrid
FR 4 HF-Material
Entwicklungs-
projekt auf
Partial Hybrid
Anfrage bedingt
möglich
Cu-Inlay
Entwicklungs-
Embedded projekt auf
Capacitor/Resistor
Anfrage bedingt
möglich
Embedded
Lötstopplack Eingebettete Komponenten
Entwicklungs- Chip Aufbau
Embedded projekt auf
Components
Anfrage bedingt
möglich
Aufbau
Entwicklungs-
Konzept
High Integration projekt auf All-in-one Lösung: HF-Bereich, Power Supply
PCB
Anfrage bedingt
() (Dickkupfer, Cu-Inlay), HDI, Flex, …
möglich
i Sie haben Fragen zum Thema Roadmap?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
18 19Basismaterialien
Ventec VT-901
ca. 400°C
50 ppm/K
/40/41/42
> 60 Min.
> 60 Min.
Polyimid-
Anfrage
250°C
blend
0,012
4,05
(ja)
auf
ja
ja
ja
ja
ja
Unterschiedliche Anwendungen erfordern unterschiedliche Basismaterialien.
Im Hause MOS werden folgende Materialtypen verwendet:
• Low-, Mid- und High-TG FR4
anorganischer
35-45 ppm/K
PCL-370HR
0,012-0,014
2 Wochen
ca. 340°C
> 60 Min.
> 30 Min.
• Materialien für Hochfrequenzanwendungen (z.B. Rogers, Nelco, etc.)
Füllstoff
4,9-5,1
180°C
Isola
/126
• Halogenfreie Materialien
ja
ja
ja
ja
ja
ja
• Polyimid / glasverstärktes Polyimid
• Teflon
• Keramisch gefüllte Materialien
anorganischer
Ventec VT-47
• IMS (Aluminium, Kupfer, Messing, etc.)
ca. 355°C
45 ppm/K
verfügbar
> 60 Min.
> 30 Min.
ab Lager
Füllstoff
• Sondermaterialien nach Kundenwunsch
180°C
0,015
/126
4,3
ja
ja
ja
ja
ja
ja
Basismaterialien werden durch thermische, elektrische und mechanische
Eigenschaften klassifiziert:
Ventec VT-481
anorganischer
ca. 25 Min.
ca. 345°C
45 ppm/K
verfügbar
> 60 Min.
ab Lager
Füllstoff
150°C
0,015
Thermische Eigenschaften: Elektrische Eigenschaften:
/99
4,3
ja
ja
ja
ja
ja
ja
• Glasübergangstemperatur (TG) • Dielektrizitätskonstante (εr)
• Delaminationszeit • Kriechstromfestigkeit (CTI)
(bei 260°C und 288°C) • CAF-Resistenz
• Ausdehnungsverhalten • Oberflächenwiderstand
anorganischer
40-45 ppm/K
0,013-0,018
Isola IS400
ca. 330°C
verfügbar
> 60 Min.
• Verlustwinkel
ab Lager
(CTE in x, y, und z)
> 5 Min.
Füllstoff
4,8-5,1
150°C
nein
/97
• Beständigkeit bei Zyklentests • Spannungsfestigkeit
ja
ja
ja
ja
ja
• Wärmeleitfähigkeit in W/mK
Mechanische Eigenschaften:
Grace MTC-97
• Elastizität
nicht gefüllt
ca. 305°C
55 ppm/K
verfügbar
ab Lager
30 Sec.
10 Min.
0,0145
• Biegefestigkeit
140°C
nein
nein
nein
/21
4,7
ja
ja
ja
Auf der Folgeseite möchten wir Ihnen die in unserem Hause verwendeten Stan-
dardmaterialien vorstellen. Alle zur Anwendung kommenden Standardmaterialien
Glasübergangstemperatur (TG)
sind für bleifreie Lötprozesse geeignet. Thermisch leitfähige Materialien sind im
Thermische Zersetzung (TD)
Delaminationszeit bei 260°C
Delaminationszeit bei 288°C
Dielektrizitätskonstante (εr)
IMS-Sonderteil ab Seite 46 aufgeführt.
Ausdehnung in Z-Richtung
Verwendung für Multilayer
ein- und doppelseitige LP
Verlustfaktor bei 1MHz
Typische IPC-Klasse,
Basismaterial (FR4)
Verwendung für
CAF-Resistenz
(ohne Gewähr)
RoHS-konform
Verfügbarkeit
IPC-4101C
UL-Listung
STII >215
bei 1MHz
i
(vor TG)
Füllstoff
Sie haben Fragen zum Thema Basismaterial?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
20 21Lagenaufbauten Impedanzmodelle
Die Eigenschaften einer Leiterplatte werden nicht zuletzt durch ihren Lagen- In der Praxis kommen je nach Anforderung verschiedene Impedanzberechnungs-
aufbau bestimmt. Der Lagenaufbau nimmt bspw. Einfluss auf die Impedanzen. modelle zur Anwendung. Im Folgenden möchten wir Ihnen vier häufig verwendete
Im Folgenden sind die im Hause MOS verwendeten standardmäßigen Prepreg- Modelle vorstellen:
Typen aufgelistet:
• 106 Coated Microstrip
• 1080 Vereinzelt impedanzgeführte Leiter-
• 2113 bahnen auf den Außenlagen.
• 2116 Ausschlaggebende Faktoren:
• 7628
- Abstand zur Bezugsfläche ( H1 )
Andere Typen auf Anfrage möglich. Die min. Kerndicke beträgt 50 μm. Es sind - Leiterbahnbreite ( W1 )
Gesamtdicken von 0,2 mm bis 6,0 mm möglich (10,0 mm im Verbund). - Dielektrizitätskonstante ( εr ) der
verwendeten Materialien
Um möglichen Verwindungen und Verwölbungen entgegenzuwirken emp-
fehlen wir die Verwendung von symmetrischen Lagenaufbauten.
Edge Coupled Coated Microstrip
Paarweise impedanzgeführte Leiter-
bahnen auf den Außenlagen.
Impedanzprüfung Ausschlaggebende Faktoren:
- Abstand zur Bezugsfläche ( H1 )
Die an der Leiterplatte anliegenden Im- Machbarkeit in Abhängigkeit zu den - Leiterbahnbreite ( W1 )
pedanzen werden hauptsächlich durch übrigen Rahmenbedingungen geprüft - Leiterbahnabstand ( S1 )
das Leiterplattenlayout, den Lagenauf- und ggf. Lösungsvorschläge erarbeitet. - Dielektrizitätskonstante ( εr ) der
bau sowie der Dielektrizitätskonstante Die Toleranzen werden üblicherweise verwendeten Materialien
der verwendeten Materialien bestimmt. mit einer Toleranz von +/-10% geprüft.
Mit Hilfe eines Kalkulationssystems Auf Anfrage sind jedoch auch Toleran-
(POLAR) werden die Impedanzdefi- zen bis zu +/-5% möglich.
nitionen des Kunden generell auf ihre Offset Stripline
Vereinzelt impedanzgeführte Leiter-
bahnen auf den Innenlagen mit zwei
Ein Faktor, der zu unerwünschten Abweichungen der Impedanzen führen Bezugsflächen.
kann, sind aufmetallisierte Kupferschichten (z.B. auf den Außenlagen), da
diese Unregelmäßigkeiten bezüglich ihrer Schichtdicke aufweisen können. Ausschlaggebende Faktoren:
Wir empfehlen, impedanzgeführte Leiterbahnen auf nicht aufzumetallisie- - Abstand zu den Bezugsflächen
rende Innenlagen unterzubringen ( H1 und H2 )
- Leiterbahnbreiten ( W1 und W2 )
- Dielektrizitätskonstante ( εr ) der
verwendeten Materialien
22 23Impedanzmodelle Lagenaufbau mit impedanzgeführten Leiterbahnen
Edge Coupled Offset Stripline Beispiel
Paarweise impedanzgeführte Leiter-
bahnen auf den Innenlagen mit zwei
Bezugsflächen.
Ausschlaggebende Faktoren:
- Abstand zu den Bezugsflächen
( H1 und H2 )
- Leiterbahnbreiten ( W1 und W2 )
- Leiterbahnabstand ( S1 )
- Dielektrizitätskonstante ( εr ) der
verwendeten Materialien
Messung eines Impedanzsignals
i Sie haben Fragen zum Thema Lagenaufbauten oder Impedanzprüfung?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
Gerne erstellen wir Ihnen einen individuellen Lagenaufbauvorschlag.
24 25Design Rules Design Rules
Außenlagen Innenlagen
Kommentar Kommentar
Min. Kupferdicke (Basis- + galv. Kupfer) 32 μm Min. Kerndicke 50 μm
Max. Kupferdicke (Basis- + galv. Kupfer) 400 μm Min. Kupferkaschierung 9 μm
Toleranz Bahnbreite +/-10% Max. Kupferkaschierung 400 μm
20 μm / Weitere auf Anfrage Toleranz Bahnbreite +/-10%
Min. Lochkupfer
25 μm a Min. Bahnbreite 70 μm Muster bis 50 μm
BGA-Pad (Durchmesser) 0,3 mm b Min. Bahnabstand 70 μm Muster bis 50 μm
BGA-Pad Pitch (eine Bahn zw. Pad/Pad) 0,5 mm c Bahn Pitch 140 μm Muster bis 100 μm
BGA-Pad Pitch (zwei Bahnen zw. Pad/Pad) 0,65 mm d Abstand Bahn / Bahn 70 μm Muster bis 50 μm
a Min. Bahnbreite 70 μm Muster bis 50 μm e Abstand Bahn / Via-Pad 70 μm Muster bis 50 μm
b Min. Bahnabstand 70 μm Muster bis 50 μm f Abstand Bahn / Massefläche 70 μm Muster bis 50 μm
c Bahn Pitch 140 μm Muster bis 100 μm g Abstand Via-Pad / Via-Pad 70 μm Muster bis 50 μm
d Abstand Bahn / Bahn 70 μm Muster bis 50 μm h Abstand Via-Pad / Massefläche 70 μm Muster bis 50 μm
e Abstand Bahn / Via-Pad 70 μm Muster bis 50 μm i Abstand Massefläche / Massefläche 70 μm Muster bis 50 μm
f Abstand Bahn / Massefläche 70 μm Muster bis 50 μm j Abstand Leiterbahn / LP-Kante 200 μm Sondertechnik bis 50 μm
g Abstand Bahn / BGA-Pad 70 μm Muster bis 50 μm k Abstand Pad / LP-Kante 200 μm Sondertechnik bis 50 μm
h Abstand Via-Pad / Via-Pad 70 μm Muster bis 50 μm l Abstand Massefläche / LP-Kante 200 μm Sondertechnik bis 50 μm
i Abstand Via-Pad / Massefläche 70 μm Muster bis 50 μm Sonderparameter auf Anfrage
j Abstand Via-Pad / BGA-Pad 70 μm Muster bis 50 μm
k Abstand Massefläche / Massefläche 70 μm Leiterbahn: a j
k
l Abstand Leiterbahn / LP-Kante 200 μm Sondertechnik bis 50 μm b h d
c
m Abstand Pad / LP-Kante 200 μm Sondertechnik bis 50 μm l
n Abstand Massefläche / LP-Kante 200 μm Sondertechnik bis 50 μm i
g
e
Sonderparameter auf Anfrage f
NDK- DK-
Bohrung Bohrung
Leiterbahn: a l
m
b i d
c
n Bitte beachten Sie: Die aufgeführten Design Rules sind unsere gängigen
k
h min. / max. Werte (bei 18 μm Basiskupfer). Mit zunehmender Kupferdicke
e
f j oder Verwendung bspw. spezieller Materialien wird die Machbarkeit der
NDK- DK- BGA- g angegebenen Werte eingeschränkt. Für eine endgültige Machbarkeitsbe-
Bohrung Bohrung Pad wertung ist die Prüfung der Fertigungsunterlagen erforderlich.
26 27Design Rules Design Rules
Bohrungen und Microvias HDI / SBU Design
Bohrungen HDI / SBU Design Machbarkeit
Machbarkeit
(Laser und mechanisch) Max. sequenzielle Aufbauten 4 + Kern + 4
a Min. Lochdurchmesser (dk) Bohr-Ø 0,2 mm / End-Ø 0,15 mm Min. Prepregstärke für sequen. PP106 (ca. 50 μm)
b Min. Via-Pad (dk) End-Ø +0,25 mm Aufbau
c Min. Lochdurchmesser Buried Via (dk) Bohr-Ø 0,2 mm / End-Ø 0,15 mm Min. Durchmesser Microvia Bohr-Ø 0,1 mm / End-Ø 0,05 mm
d Min. Via-Pad bei Buried Vias (dk) End-Ø +0,25 mm Max. Aspect Ratio Microvia 1:1
e Min. Abstand Via / Via (dk) 0,30 mm a Innenliegende Microvias ja
f Min. Abstand Loch / Loch (ndk) 0,15 mm b Stacked Via auf Durchgangsbohrung ja
g Min. Abstand Via (dk) / Leiterbild 0,20 mm c Stacked Via auf Microvia ja
h Min. Abstand Via (dk) / LP-Kante 0,30 mm d Copper Hole Filling für Microvias ja
h Min. Abstand Loch (ndk) / LP-Kante 0,30 mm d Via Hole Plugging für Microvias ja
i Min. Durchmesser Microvia (Lage 1-2) Bohr-Ø 0,1 mm / End-Ø 0,05 mm e PID ja
j Min. Via-Pad Microvia (Lage 1-2) End-Ø +0,2 mm f Microvia Lage 1-2
ja
(PP2116 / ~100 μm max.)
b g i f g Microvia Lage 1-3
ja
(PP1080 / ~75 μm max.)
c
e d c b
g
h a e d j
f
a
Ansicht eines
Schliffbilds
Ansicht eines
Bitte beachten Sie: Die aufgeführten Design Rules sind unsere gängigen Schliffbilds
min. / max. Werte (bei 18 μm Basiskupfer). Mit zunehmender Kupferdicke
oder Verwendung bspw. spezieller Materialien wird die Machbarkeit der
angegebenen Werte eingeschränkt. Für eine endgültige Machbarkeitsbe-
wertung ist die Prüfung der Fertigungsunterlagen erforderlich. i Sie haben Fragen zu unseren Design Rules?
Unser CAM-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
28 29Design Rules Design Rules
Lacke und Siebdrucke Mechanik
Lötstopplack / Bestückungsdruck Machbarkeit Mechanische Bearbeitung Machbarkeit
Dicke Lötstopplack ≥ 16 μm Min. Toleranz Bohrlochdurchmesser +/-25 μm
Min. Kantenabdeckung Lötstopplack ≥ 6 μm Min. Toleranz Endlochdurchmesser +/-50 μm
a Min. Öffnung Lötstopplack / BGA-Pad 50 μm Min. Toleranz Fräsen +/-50 μm
b Min. Öffnung Lötstopplack / SMD-Pad 50 μm a Ritzwinkel (V-Cut) 30°
c Min. Reststeg Lötstopplack 75 μm Registriertoleranz V-Cut / Leiterbild +/-100 μm
d Min. Öffnung Lötstoppmaske Pad + 100 μm b Max. Pos.-Toleranz obere / untere Ritzung +/-50 μm
e Min. Strichstärke für Schrift im LSL 100 μm c Min. Tol. Reststeg bei LP-Dicke bis 1,2 mm +0,10 / -0,05 mm
g Min. Strichstärke Bestückungsdruck 100 μm c Min. Tol. Reststeg bei LP-Dicke ab 1,2 mm +0,15 / -0,05 mm
h Min. Registriertoleranz BD / Leiterbild 100 μm d Min. Abstand Sprungritzen (mit Stichel) 0,3 mm
i Min. Registriertoleranz BD / NDK-Bohrung ≤ 3,0 mm 100 μm d Min. Abstand Sprungritzen (mit Ritzfräser) 15 mm
Min. Registriertoleranz BD / NDK-Bohrung ≥ 3,0 mm 150 μm Auslauf Ritzfräser (Abhänig von Ritztiefe) ~7 mm
e Toleranz LP Dicke i.d.R. +/-10%
B
Abstand
a
Lötstopplack
Pad Registrierung Schriftstile in LSL e
a
d Lötstopplack
b NDK-Bohrung Lötstopplack
h e
g c
Reststeg Bestückungs-
R100
i
c
Lötstopplack druck
Lötstopplack
Registriertoleranzen Standard Grenzwerte b Ritzen / V-Cut
DK-Bohrung zu Leiterbild +/-100 μm +/-50 μm
NDK-Bohrung zu Leiterbild +/-150 μm +/-100 μm
Fräsen zu Leiterbild +/-150 μm +/-100 μm
Lötstopplack zu Leiterbild +/-100 μm +/-50 μm
d V-Cut
Bestückungsdruck zu Leiterbild +/-100 μm +/-100 μm
Siebdrucke zu Leiterbild +/-200 μm +/-150 μm
Sprungritzen
Bitte beachten Sie: Die aufgeführten Design Rules sind unsere gängigen
min. / max. Werte (bei 18 μm Basiskupfer). Mit zunehmender Kupferdicke
oder Verwendung bspw. spezieller Materialien wird die Machbarkeit der
angegebenen Werte eingeschränkt. Für eine endgültige Machbarkeitsbe-
wertung ist die Prüfung der Fertigungsunterlagen erforderlich. i Sie haben Fragen zu unseren Design Rules?
Unser CAM-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
30 31Lötstopplacke Lacke / Drucke / Beschichtungen
Standardmäßig verwenden wir die Lötstopplacke Peters Elpemer 2467 und Cara- • Verschiedenfarbige Lötstopplacke
pace Electra EMP110. Die Lacke werden in einem Sprayverfahren aufgebracht. (Standard: Peters Elpemer 2467 / Carapace Electra EMP110)
Verschiedene Farben sind möglich, es können auch mehrfarbige Leiterplatten • Bestückungsdruck
hergestellt werden. Die Lacke können wie folgt charakterisiert werden: • Servicedrucke
• Lötabdecklack
• Fotostrukturierbar
• Karbondruck
• Höchste Auflösung (bis zu 50μm)
• Via-Fülldruck
• Wässrig-alkalisch entwickelbar
• Flux-Stop-Lack
• TWT-Zyklenbeständigkeit (Temperaturwechseltest)
• Silberleitlack
• Sehr gute Beständigkeit in galvanischen und chemischen Bädern
• Heatsink-Lack
• Kompatibel mit bleifreien Lötprozessen
• Hervorragende Kantenabdeckung
• RoHS-Konformität und UL-Listung
• Erfüllt IPC-SM-840 C, Klasse H und T
Endoberflächen / Veredelungen
HAL bleifrei (Heißluftverzinnung)
• Lotbad: HAL-Sn99Ag+
• Schichtdicke 1-30 μm
• Gute Löteigenschaften
Lötstopplack Elpemer 2467 EMP110
• Lange Lagerfähigkeit (>12 Monate)
Temperaturschock Klasse H und T Klasse H • Nicht geeignet für feinste Strukturen
Durchschlagfestigkeit 160 - 190 kV/mm 134 kV/mm • Keine Bondfähigkeit
Dielektrizitätskonstante (εr) bei 1MHz 3,7 4 • Schlechte Planarität
• Lagerfähigkeit: 12 Monate
HAL bleihaltig
• Schichtdicke 1-30μm
• Gute Löteigenschaften
• Niedrige Prozesstemperaturen
• Gute Lagerfähigkeit
• Nicht geeignet für feinste Strukturen
• Nicht bondfähig
• Keine RoHS-Konformität
• Schlechte Planarität
• Lagerfähigkeit: 12 Monate
i Sie haben Fragen zum Thema Lötstopplack?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
32 33Endoberflächen / Veredelungen Endoberflächen / Veredelungen
Chemisch Zinn Chemisch Nickel / Palladium / Gold (ENEPIG)
• Prozess: Atotech (Standard) und Ormecon möglich • Schichtdicke 4-7μm Ni, >0,05μm Pd, >0,02μm Au (Löten und US Al-Draht Bonden)
• Min. Schichtdicke 1,0 μm • Schichtdicke 4-7μm Ni, 0,15μm Pd, 0,05μm Au (Löten und TS Au-Draht Bonden)
• Gute Löteigenschaften • Löt- und bondfähig
• Planare Oberfläche • TS / US drahtbondfähig
• Eingeengtes Prozessfenster bei Lötprozessen • Großes Prozessfenster
• Eingeschränkte Lagerfähigkeit • Planare Oberfläche
• Lagerfähigkeit: 6 Monate • Lagerfähigkeit: 12 Monate
Chemisch Silber Chemisch Palladium / Teilreduktiv Gold (EPIG)
• Schichtdicke 0,15-0,3μm • Schichtdicke 0,1-0,2µm Pd, 0,1-0,2µm Au
• Gute Löteigenschaften • Nickelfreie Oberfläche
• Bondfähig • Dünne und sehr gleichmäßige chemische Abscheidung
• Planare Oberfläche • Geeignet für feinste Strukturen
• Niedrige Verarbeitungstemperatur (ca. 50°C) • Duktile Oberfläche für flexible LP-Anwendungen
• Luftdichte Lagerung erforderlich • Exzellente Al- und Au-Draht Bondfähigkeit
• Lagerfähigkeit: 6 Monate • Planare Oberfläche
• Lagerfähigkeit: 12 Monate
Organische Kupferpassivierung (OSP / Entek)
• Hohe Planarität Immersion Silver / Immersion Gold (ISIG)
• Gute Lagerfähigkeit • Schichtdicke 0,1-0,4µm Ag, 0,05-0,2µm Au (Löten)
• Kostengünstig • Schichtdicke 0,1-0,4µm Ag, 0,1-0,2µm Au (TS / US Draht Bonden)
• Hohe Prozesstemperaturen • Nickelfreie Oberfläche
• Nicht Bondfähig • Hohe Leitfähigkeit
• Lagerfähigkeit: 6 Monate • Dünne und sehr gleichmäßige chemische Abscheidung
• Geeignet für feinste Strukturen
Chemisch Nickel / Gold (ENIG) • Duktile Oberfläche für flexible LPs
• Schichtdicke 3-5μm Ni, 0,05-0,2μm Au (Löten und US Al-Draht Bonden) • Exzellente Al- und Au-Draht Bondfähigkeit
• Schichtdicke 3-5μm Ni, 0,3-0,7μm Au (Löten und TS Au-Draht Bonden) • Lagerfähigkeit: 12 Monate
• Gute Lötfähigkeit und Bondeigenschaften
• Hohe Prozesstemperaturen Weitere Oberflächen
• Lagerfähigkeit: 12 Monate • Galvanisch Gold (z.B. Steckergold)
• Galvanisch Nickel
Chemisch Nickel / Palladium / Gold (ENIPIG) • Lötlacke
• Schichtdicke 4-8μm Ni, 0,01-0,04μm Pd, 0,03-0,08μm Au • Reduktivgold
• Löt- und bondfähig • Weitere Oberflächen auf Anfrage
• TS / US drahtbondfähig
• Qualitativ sehr hochwertige Beschichtung
• Lagerfähigkeit: 12 Monate
i Sie haben Fragen zum Thema Oberflächen oder Veredelung?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
34 35Via Filling Via Filling
Via Filling nach IPC 4761 Anwendungen
Ist in der PCB-Spezifikation nichts ange- Bitte beachten Sie: Die Typen III, V und Füllen und Übermetallisieren der außenliegenden Durchkontaktierungen
geben, werden die Restringe der Vias, VI kommen bei MOS standardmäßig (Via-In-Pad-Technologie)
sofern nicht datenseitig freigestellt, mit nicht zur Anwendung. Je nach Hersteller Diese Anwendung ermöglicht, Vias direkt auf einem Pad zu platzieren. Durch das
Lötstopplack bedeckt, ohne die Vias zu können im MOS-Verbund jedoch auch Füllen werden bspw. Lufteinschlüsse verhindert. Auch für Sacklochbohrungen
füllen. MOS Electronic kann mehrere andere Via-Fülltypen bevorzugt werden. anwendbar. Kupferstärke in der Hülse: 15 μm min. (Standard). Kupferdeckel: 10
Via-Fülltypen nach IPC 4761 anbieten. μm min. (Standard, ggf. muss die Basiskupferstärke reduziert werden).
DK-Bohrung
DK-Bohrung
nichtgefüllte
Gefüllte
Basis-
Material
IPC 4761 Type IV: Plugged and covered via
Das Via wird vor dem Lötstopplackpro- haltsstoffen (hauptsächlich Harz) wie
zess mit einem Viafülldruck im Sieb- der Lötstopplack. Nach Typ IV gefüllte
druckverfahren einseitig (Typ IV a) oder Vias sind gasdicht, die Oberflächenbe-
beidseitig (Type IV b) verschlossen. Der schaffenheit ist nicht zu 100% planar. Füllen von innenliegenden Bohrungen (Buried Vias)
Viafülldruck besteht aus denselben In- Ungefüllte innenliegende Vias können bspw. Einsenkungen auf den Außenla-
gen oder Lufteinschlüsse verursachen. Dies kann durch Füllen der Buried Vias
verhindert werden.
einseitiger Viafülldruck zweiseitiger Viafülldruck
Prepreg
Basis- Basis-
innenliegende
innenliegende
DK-Bohrung
DK-Bohrung
Material Material
gefüllte
gefüllte
SBU-
Kern
Prepreg
IPC 4761 Type VII: Filled and capped via Füllen und Übermetallisieren der innenliegenden Bohrungen (Buried Vias)
Durch die Metallisierung können Blind Vias „aufgesetzt“ werden (Stacked Vias).
Aufgrund immer höherer Verbindungs- tiell / partiell). Optional können die ver-
dichte stellt das sogenannte Via Hole schlossenen Bohrungen übermetalli- aufgesetztes Blind Via
Plugging einen Schlüsselprozess in siert werden. Es sind Lochdurchmesser
Prepreg
der SBU-Technologie dar. Es können von 0,15 mm - 3,5 mm bei einem Aspect
innenliegende
DK-Bohrung
innenliegende
DK-Bohrung
sowohl Sacklochbohrungen als auch Ratio von max. 1:8 möglich (Sonder-
gefüllte
gefüllte SBU-
Kern
Durchgangsbohrungen luftblasenfrei größen auf Anfrage).
Prepreg
verschlossen werden (auch sequen-
aufgesetztes Blind Via
36 37Via Filling Einpresstechnik
Für das Füllen wird eine weiße Plugging-Paste verwendet.
Die Eigenschaften sind wie folgt:
• Gute Haftung zwischen Kupfer und Paste auch unter Temperatureinflüssen
• Gute Haftung von Kupfer, Dielektrika und Fotoresist
• Keine Lufteinschlüsse in der Paste
• TG > 140°C
• CTE < 50 ppm (unterhalb TG)
• Kein Schrumpfverhalten beim Härten
• Lötbadbeständigkeit nach IPC-SM-840 C
• UL-Listung, RoHS-Konformität
Copper Hole Filling
Die Einpresstechnik ist eine Technik Bei der flexiblen bzw. elastischen Ein-
für lötfreie, elektrische Verbindungen presstechnik werden die Kräfte vom
Neben dem Via Filling nach IPC 4761 bieten wir kupfergefüllte Blind Vias an. von Bauteil und Leiterplatte. Dabei Einpressstift aufgenommen. Werden
Copper Hole Filling ist für Lochdurchmesser von 70 μm bis 150 μm (Microvias, wird der Einpressstift in eine durch- massive Einpressstifte verwendet, ent-
Aspect Ratio 1:1 max.) möglich. Vorteile gegenüber dem Via Hole Plugging sind: kontaktierte Bohrung eingepresst. Es steht die Haltekraft durch Deformation
gibt zwei Arten der Einpresstechnik, der Kupferhülse. Bei beiden Verfahren
• Höhere Stabilität welche sich durch die Art der Aufnah- entsteht eine gasdichte, elektrische
me der Einpresskräfte unterscheiden. Verbindung.
• Keine mechanische Beanspruchung der Oberfläche (Kein Schleifprozess)
• Kupferschicht in der Hülse > 25 μm, da lediglich ein Metallisierungs-
Parameter für die Leiterplatte Vorteile der Einpresstechnik
prozess notwendig
• Bohr- bzw. Frästoleranzen • Keine thermische Belastung der
• Höherer TG (TG ist abhängig vom verwendeten Basismaterial)
• Toleranz des Endlochdurchmessers Leiterplatte oder bereits bestückten
• Kupferhülse Baugruppen
• Endoberfläche • Gasdichte Verbindung
• Dicke der Leiterplatte und • Reparaturmöglichkeit
Kupferdicke • Keine Lötbrücken
• Keine Rückstände von Flussmitteln,
daher keine Reinigung notwendig
i Sie haben Fragen zum Thema Via Filling oder Copper Hole Filling?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
• Zusätzliche Befestigung der Bauteile
entfällt
38 39Einpresstechnik Einpresstechnik
Flexible bzw. elastische Einpresstechnik Massive Einpresstechnik
Bei der flexiblen Einpresstechnik kom- Im Gegensatz zur flexiblen Einpress- kontaktierte Bohrung. Beim Einpressen
men Stifte mit einer Aussparung im technik ist der Stift massiv ausgeführt wird die Kupferhülse der LP deformiert,
Einpressbereich zum Einsatz. Der Stift (i.d.R. rechteckig oder quadratisch). dadurch entsteht der Presskontakt
hat an dieser Stelle einen größeren Der Einpressstift hat einen größeren bzw. die gasdichte, elektrische Verbin-
Durchmesser als die durchkontaktierte Umkreisdurchmesser als die durch- dung.
Bohrung. Durch die Aussparung ent-
steht eine Federwirkung aus welcher
die Haltekraft der Einpressverbindung Beispiel für massive Einpresstechnik – Würth Elektronik Powerelemente
resultiert.
Entscheidend für einen guten Press-
Entscheidend für einen guten Press- kontakt ist bezüglich Leiterplatte vor
kontakt ist bezüglich Leiterplatte vor allem die Toleranz des Bohrlochdurch-
allem die Toleranz des Endlochdurch- Durchmesser des metallisierten Loches
messers vor der Plattierung sowie die
messers (typischerweise +0,09 / -0,06 Ø 1,60 +0,09/-0,06 mm Einhaltung der spezifizierten Kupfer-
mm, je nach Hersteller). dicke in der Hülse. Als Endoberfläche
wird chem. Sn empfohlen. Ein einzel-
Die Kupferhülse sollte eine Stärke von ner Einpressstift hat typischerweise
min. 25 µm aufweisen (ggf. zuzüglich eine Haltekraft von >100N.
Endoberfläche, siehe Datenblatt des
Bauteilherstellers). Als Endoberfläche Ø 1,60-0,03 min. 0,10
wird chem. Sn empfohlen. min. 25µm Cu
Ø 1,475 ±0,05
Anwendungsgebiet
Bspw. Steckverbinder für die Signal-
verteilung, nicht für Hochstromanwen-
dungen. min. 30µm copper max. 60µm
Würth Elektronik Anforderungen an die Schliffbild
Powerelemente Leiterplatte (Lochparameter)
Eigenschaften
• Hohe Anforderungen an die LP bezüglich Bohrdurchmesser
(+0,025 / -0,025 mm) und Lochkupfer (min. 30 µm / max. 60 µm)
• Hohe Strombelastbarkeit (>300 A)
• Hohe Widerstandkraft gegenüber Vibrationen und Schmutz
• Gegenüber Lötverbindungen mechanisch stabiler, hohe mechanische
Belastungen möglich (Drehmomente etc.)
40 41Einpresstechnik Einpresstechnik
Spezifische Anforderungen an Leiterplatten
Für die Verarbeitung der Powerelemente sowie dem Layout der Leiterplatte steht.
von Würth Elektronik müssen Leiterplat- Die durchgeführten Tests haben erge-
ten folgende Spezifikationen erfüllen: ben, dass beispielsweise mit der Kom-
Die Stromtragfähigkeit der Powerele- bination „Leiterplatte, 2-lagig, 70 μm
mente muss immer im Kontext des Ge- Endkupfer“ und „Power One, 20 Pins,
samtsystems betrachtet werden, da sie rundum“ Ströme bis zu 300 A möglich
in Abhängigkeit zu der Ausführung und sind.
der Pinanordnung der Powerelemente
Würth Elektronik ist ein Allround-Spe- Die Powerelemente gibt es in unter-
zialist im Bereich der Einpresstechnik. schiedlichen Ausführungen, die in ihrer
Über 25 Jahre Know-how, zahlreiche Bauform und Abmaßen individuell kon-
Eigenentwicklungen, Patente und Er- figuriert werden können. Die massiven
fahrungen in der Verarbeitung aller Powerelemente sind als einteilige (Po-
gängigen Einpresszonen, von der fle- werOne), zweiteilige (PowerTwo), oder
xiblen über die Rändel- bis zur quadra- steckbare (PowerRadsok, PowerLa-
tischen bzw. rechteckigen Einpresszo- mella, PowerBasket) Powerelemente Die Leiterplatten von MOS Electronic GmbH wurden von Würth Elektronik
ne, stehen dafür. verfügbar. erfolgreich für die Verarbeitung der Würth Elektronik Powerelemente qualifi -
ziert. Sie erfüllen die geforderten Leiterplattenspezifikationen und haben die
Würth Elektronik bietet eine breite Pa- Die gestanzten Powerelemente Power- Strombelastbarkeitstests bestanden.
lette an Powerelementen in Einpress- Plus und PowerPlus SMD sowie die
technik an. Sie werden für die Einspei- flexiblen Powerelemente PowerFlex
sung bzw. die Verteilung von hohen Strö- runden die Palette ab.
men in auf Leiterplatten basierenden
Systemen eingesetzt. Außerdem eig-
nen sie sich auch hervorragend als Würth Elektronik ICS GmbH & Co. KG
Anschlusselemente für Sicherungen, Intelligent Connecting Systems
IGBT‘s, Schalter und Kabel an die
Leiterplatte oder als Verbindungsele-
mente von Leiterplatte zu Leiterplatte
bzw. Leiterplatte zu Gehäuse.
42 43Einpresstechnik Backplanes
Beispiel für massive Einpresstechnik – Broxing PowerClamps Applikation und Fähigkeiten
Die Einpressstifte haben eine runde, so dass diese nicht mehr gebohrt wer- Einpresselemente finden ihre Anwen- ein breites Spektrum und einen großen
verzahnte Form, so dass die gesamte den können. Die MOS Electronic hat dung häufig wenn es um die Themen Erfahrungsschatz zurückgreifen. Alle
Kontaktfläche der Kupferhülse zur Kon- für diese Anforderungen ein spezielles Signalverteilung, Stromaufnahme und Technologien können auch über den
taktierung zur Verfügung steht. Broxing und zuverlässiges Verfahren ermit- Hochstromanwendungen geht. Die MOS-Verbund (Fernost) angeboten
PowerClamps für Einpresstechnik gibt telt, durch welches die Anforderungen MOS Electronic kann bei der Fertigung werden.
es in verschiedenen Ausführungen. an Toleranzen und Schichtdicken in von hochkompatiblen Leiterplatten auf
Die Einpressbohrungen für die B-/N-/L- der Hülse garantiert eingehalten wer-
Serien können gebohrt ausgeführt wer- den können. Als Endoberfläche kön-
den. Die H- und D-Serien benötigen nen chem. Sn (empfohlen), HAL oder Produktfeatures:
jedoch Einpressbohrungen mit einem chem. Ni/Au gewählt werden. • Leiterplattendicke bis zu 6 mm, im MOS-Verbund bis zu 10 mm
Durchmesser von bis zu 22,15 mm,
• Kupferdicken bis zu 400 µm möglich
• Max. LP-Größe: 580 x 427 mm (1 und 2 Lagen) bzw. 577 x 419 mm (Multilayer),
im MOS-Verbund 1200 x 700 mm, Sondergrößen auf Anfrage.
Eigenschaften
• Dauerhafte, lösbare Verbindung mittels Hochstrom-Kontaktelementen
• Hochstromanwendungen für 100 bis 600 A, unter der Verwendung von
Verbindungsplatten können Ströme von weit über 1000 A auf die Leiterplatte
übertragen werden
• Hohe Anforderungen an die LP bezüglich Bohr- bzw. Fräsdurchmesser
(+/-0,025 mm) und Lochkupfer (min. 25 µm / max. 45 µm)
i Sie haben Fragen zum Thema Einpresstechnik?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86). i Sie haben Fragen zum Thema Backplanes?
Unser Technologie-Team berät Sie gerne (siehe Seite 86).
44 45IMS IMS
Als Metallsubstrat kommt in der Regel (bzw. schnelle Temperaturspreizung)
ein massives Aluminium- oder Kupfer- bei einer guten elektrischen Isola-
blech zur Anwendung. tion.
Oberfläche und Lochwandung (bei Die klassische Variante ist ein einsei-
Bedarf) des Metalls werden mit ei- tiges Basismaterial mit einem Metall-
ner Isolationsschicht versehen. Als substrat auf der Unterseite. Es sind
Dielektrikum kommen in der Regel jedoch auch 2- oder mehrlagige Vari-
thermisch leitende Prepregs (kera- anten mit Durchkontaktierungen mög-
mikhaltig) zum Einsatz. Daraus folgt lich (Metallsubstrat innen- oder außen-
eine hohe thermische Leitfähigkeit liegend).
Eigenschaften
• Hohe thermische Leitfähigkeit
• Geringe z-Achsenausdehnung
• Hohe mechanische Festigkeit
• Geringe Feuchtigkeitsaufnahme
Vorteile von Kupfer gegenüber Aluminium
• Physikalische Eigenschaften von Kupfer sind bezüglich Ausdehnungskoeffizient
und Elastizität besser für Mischaufbauten geeignet
• Höhere thermische und elektrische Leitfähigkeit
• Höhere Spannungsfestigkeit
• Es können lötbare Oberflächen aufgebracht werden
Leiterplatten mit Metallkern erfreuen Bei LED-Anwendungen gilt bspw. die
sich überall dort stark zunehmender Faustformel: Je 10°C höhere Betriebs-
Beliebtheit, wo hohe Temperaturen temperatur bedeuten 50% geringere
über die Leiterplatte abgeführt werden Lebensdauer. Jedoch auch bei hoher
müssen, bspw. bei LED- oder Hoch- mechanischer Belastung oder hohen
leistungsanwendungen. Anforderungen an die Dimensionssta-
bilität kann ein Metallkern von großem
Nutzen sein.
46 47IMS IMS
Materialien Betrachtung möglicher Biegedurchmesser am Bsp. VT-4B3
Die IMS-Materialien werden im Hause Dicken zwischen 0,4 mm und 3,0 mm Die Dielektrikas ohne Glasgewebe (VT-4B3 und VT-4B5) sind für Biegeanwen-
MOS in der Regel selbst verpresst, es (>3,0 mm auf Anfrage) verwendet, es dungen geeignet. Im Folgenden sind mögliche Biegeparameter für das Dielek-
kommen standardmäßig keine vorkon- sind jedoch auch andere Substrate wie trikum VT-4B3 dargestellt:
fektionierten Materialien zum Einsatz. bspw. Messing möglich. Für mehr-
Dies sichert ein Höchstmaß an Flexibi- lagige Anwendungen wird aufgrund Biegewinkel 30° Biegewinkel 60°
lität bei der Materialkonfiguration. Die der „Nähe“ der physikalischen Eigen-
verwendeten Dielektrikas weisen Wär- schaften zur Leiterplatte Kupfer emp-
meleitwerte zwischen 1,6 und 4,2 W/mK fohlen. Aufgrund der hohen Rohstoff-
auf (zum Vergleich: 0,2-0,4 W/mK bei preise und des hohen Gewichts wird
Standard FR 4). Als Metallsubstrat wer- jedoch typischerweise Aluminium ver-
den i.d.R. Aluminium oder Kupfer mit wendet.
Dielektrikum Ventec VT-4A1 Ventec VT-4A2 Biegewinkel 90° Biegewinkel 180°
Dicke des
75 100 125 150 75 100 125 150
Dielektrikums in μm
Therm. Leitfähigkeit 1,6 W/mK 2,2 W/mK
Therm. Impedanz
0,074 0,099 0,123 0,148 0,054 0,072 0,089 0,107
(in °C*in²/W)
Biegewerkzeug
Glasgewebe ja ja
Biegedurchmesser Fehlerbild
Dielektrikum Ventec VT-4B3 Ventec VT-4B5
Dicke des
50 75 100 50 75 100
Dielektrikums in μm
Therm. Leitfähigkeit 3,0 W/mK 4,2 W/mK
Therm. Impedanz
0,026 0,04 0,053 0,018 0,029 0,038
(in °C*in²/W)
Glasgewebe nein nein Die Biegung muss immer kontrolliert unter zu Hilfenahme eines Biegewerkzeuges
erfolgen, damit es nicht zu Beschädigungen des Kupfers (Layout-Seite) kommt.
48 49IMS IMS
Biegedurchmesser (mm) 30° Biegedurchmesser (mm) 90°
9 25
8
7 20
6
15
5
4
10
3
2 5
1
0 0
Alu 1,0 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,5 mm 0,4 mm 0,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,0 mm Alu 1,0 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,5 mm 0,4 mm 0,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,0 mm
Dielektrikum 75 μm 100 μm 75 μm 100 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm Dielektrikum 75 μm 100 μm 75 μm 100 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm
Kupfer 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm Kupfer 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm
Super Super
HTE HTE
HTE HTE
Biegedurchmesser (mm) 60° Biegedurchmesser (mm) 180°
25 25
20 20
15 15
10 10
5 5
0 0
Alu 1,0 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,5 mm 0,4 mm 0,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,0 mm Alu 1,0 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,5 mm 0,4 mm 0,5 mm 1,0 mm 1,5 mm 1,0 mm
Dielektrikum 75 μm 100 μm 75 μm 100 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm Dielektrikum 75 μm 100 μm 75 μm 100 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm 75 μm
Kupfer 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm Kupfer 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm 35 μm
Super Super
HTE HTE
HTE HTE
50 5137IMS IMS
Ausführungen Das einlagige IMS-Board
Generell sind alle Technologien an- (Freistellung von Kupfer und Prepreg) Bei einlagigen IMS-Boards ist zu beachten, dass die Lochwandungen bei Boh-
wendbar, die von der herkömmlichen eingebracht werden, um Bauteile mit rungen durch das Metallsubstrat freiliegen, also nicht isoliert sind. Eine Isolation
Leiterplatte bekannt sind. Jedoch gilt hoher Temperaturentwicklung direkt ist zwar machbar, aber auch kostspielig.
zu beachten, dass das Metallsubstrat mit dem Metallsubstrat zu verbinden.
Cavity
Cav
vity
bspw. bei Durchkontaktierungen zu- Die Anbindung des Bauteils an das
nächst isoliert werden muss, um nicht höherliegende Kupfer kann bei dieser
das gesamte Netz kurzzuschließen. Technologie bspw. über einen Bondi-
Einschränkungen gibt es bei der me- ngprozess erfolgen. Bei Platzproble-
chanischen Bearbeitung. Mögliche men können Tiefenfräsungen in das
Sondertechniken bei IMS-Boards sind Metallsubstrat mit anschließender Iso-
bspw. Blind und Buried Vias. Um eine lation vorgenommen werden. Auch die
noch bessere Wärmeableitung zu Kombination mit flexiblen Materialien
errreichen, können partielle Cavities ist möglich.
Endoberflächen
Kupfer Prepreg / Metallsubstrat
• OSP / Entek (empfohlen) Isolationsschichtt
• HAL bleifrei / bleihaltig
Das einseitige IMS-Board ist die klassische Variante, bei welchem das Metallsub-
(bei mehrlagigen Aufbauten sollte auf HAL verzichtet werden)
strat auf der Unterseite freiliegt. Als kleinster Bohrdurchmesser sollte ein Werk-
• Chem. Sn zeug mit 1,0 mm gewählt werden. Der kleinste standardmäßig verwendbare Frä-
• Chem. Ag ser sollte 2,0 mm nicht unterschreiten. Sonderparameter sind jedoch auf Anfrage
bedingt möglich.
• Chem. Ni/Au
Weitere Oberflächen auf Anfrage.
1-lagiges IMS-Board mit Cavity
52 53Sie können auch lesen
