Ein Siebtel der Fläche genügt

Der Trend zur Miniaturisierung von Bauteilen hält in der Elektronikfertigung unvermindert an. „Wir liefern komplexe elektronische Mikro-Systeme, die beispielsweise in implantierbaren Defibrillatoren, Herzschrittmachern oder intravenösen Ultraschall-Geräten Platz finden“, berichtet Gregor Groß, Geschäftsführer Vertrieb & Marketing bei der Berliner Alpha-Board GmbH. Mit Materialien der amerikanischen Endicott Interconnect Technologies Inc. sei es gelungen, Miniatur-Systeme so störungsfrei und sicher zu konstruieren, dass sie auch in der Medizintechnik eingesetzt werden könnten, fährt Groß fort.

Neben dem verbesserten elektrischen Verhalten könne man elektronische Produkte bis zu 30 Mal kleiner und leichter bauen und zusätzlich den Stromverbrauch senken, betonen die Berliner, die entsprechende Systeme auslegen, herstellen und testen. Dazu nutzt Alpha-Board unter anderem die Flip-Chip-Montage, bei der ungehäuste Halbleiter-Chips direkt auf dem Schaltungsträger montiert werden, was einen Pitch (Mitte-zu-Mitte-Abstand der Landeflächen) von nur noch 70 μm zulässt. Beim Drahtbonden sei sogar ein Pitch von nur 60 μm erreichbar, so Groß weiter. „Das ermöglicht eine Reduzierung auf ein Siebtel der ursprünglich benötigten Fläche.“ Platz lässt sich auch sparen, wenn auf Innenlagen verlegte kapazitive Materialien und Dünnschicht-Widerstände die entsprechenden Kondensatoren und Widerstände auf Außenlagen ersetzen oder ergänzen – kombiniert mit beidseitiger Bestückung spart das sehr viel kostbare Fläche. Voluminöser als die Elektronik selbst sind zudem häufig die recht sperrigen normalen Anschlüsse. Alpha-Board ersetzt sie durch kompakte Fine-Pitch-Konnektoren.

„Alle genannten Änderungen fordern aber ein passendes Basismaterial“, erläutert Gregor Groß. Man verwende mit Core EZ und HyperBGA spezielle Substrate von Endicott, HDI-fähig (High Density Interconnection) mit 25 μm Bahnbreite und -abstand. Bei anderen Basismaterialien wie FR4 liege dieses Maß bei 75 μm. „Bohrungen per Laser erlauben darüber hinaus Durchmesser von nur 50 Mikrometer.“

Gegenüber Wettbewerbs-Produkten könne man mit der miniaturisierten Elektronik kleinere und leichtere Produkte bauen, ohne auf Funktionalität zu verzichten, sind die Berliner überzeugt. Von Vorteil sind aber auch ein geringerer Energieverbrauch, weil das entsprechend kleinere Energiespeicher ermöglicht, und häufig geringere Fertigungskosten. „Das Interesse – insbesondere auch aus der Medizintechnik – ist hoch“, so Groß abschließend. „Die Miniaturisierung ist ein Trend, bei dem wir über unsere Partnerschaft mit Endicott auf Materialien und Verfahren setzen können, die elektronische Produkte nachhaltig verändern werden.“

Michael Corban Fachjournalist in Nufringen

Geringerer Energieverbrauch macht kleinere Akkus möglich