IC-Substrat
Neue Generation der ultra HDI-Leiterplatte

IC-Substrat, wie Leiterplatte (SLP), verschiebt die Grenzen zwischen der HDI-Leiterplatten-Technologie und der IC-Substrat-Technologie. SLP ist ein integrierter Teil des IC-Gehäuses oder Moduls, das zur Verbindung des Chips mit der Leiterplatte verwendet wird. Die Entwicklung der SLP-Technologie wird hauptsächlich von der Mobiltelefon- und der Wearable-Elektronikindustrie vorangetrieben und ist ein schnell wachsender Markt.

Produktvorteile

Zu den Hauptfunktionen der IC-Substrat-Leiterplatte gehören das Chiplöten und die elektrische Verbindung durch Drahtbonden oder Flip-Chip-Verfahren. Bei den Montagen der integrierten Bauteile (umgangssprachlich auch Chips)ist ein Drahtbonden oder Flip-Chip-Verfahren nur durch den Einsatz von geeigneten Rohmaterialen möglich, die den Ausdehnungskoeffizienten der Chips entsprechen und entsprechend zuverlässig nach der Montage sind.

Hohe Dichte

Substrate Like PCB (SLP) bringt die Produktion von HDI-Leiterplatten auf ein neues Niveau mit ultrafeinen Leiterbahnbreiten und –abständen von bis zu 30/30µm. Gemeinsame Roadmaps der SLP-Manufakturen gehen davon aus, dass 2025 Breiten/Abstände von 20/20 µm und 2026 von 10/10 µm erreicht werden.

Zuverlässigkeit

Die substratähnliche Leiterplatte (SLP) basiert auf BT (Bismaleimid-Triazin) anstelle von FR4-Material. Das BT-Material hat einen sehr hohen Tg.-Wert von 250 bis 300°C und einen sehr niedrigen X&Y CTE 2-5 ppm/°C anstelle von 11-14 ppm/°C bei FR4. Dies gewährleistet eine sehr zuverlässige Integration mit den IC-Substraten und schafft die Möglichkeit, Module oder Systems in Packages (SIP) mit Chips oder Komponenten mit hoher Packungsdichte zu entwickeln.

Leistung

Die SLP-Technologie nutzt Hochleistungsmaterialien, den Prozess des IC-Substrats und die aus der HDI-Technologie bekannten Lagenaufbauten mit laserdefinierten Durchkontaktierungen, um eine sehr zuverlässige und hochkomplexe HDI-Leiterplatte herzustellen.

Was ist eine IC-Substrat Leiterplatte?

Definition

Eine IC-substratähnliche Leiterplatte (SLP), auch IC-Trägerplatte genannt, ist eine Art Leiterplatte, die speziell für die Aufnahme von integrierten Schaltkreisen („Integrated Circuit“, IC) entwickelt wurde. Es handelt sich um eine ultra HDI-Leiterplatte, die in der Halbleiterindustrie verwendet wird, um IC-Chips zu verpacken und mit dem Rest des elektronischen Systems zu verbinden. Die Hauptfunktion einer IC-Substrat-Leiterplatte ist es, eine physische Plattform für die Montage und Verbindung der IC-Chips zu bieten. Die SLP besteht in der Regel aus 2-6 Lagen von Leiterbahnen, laserdefinierten Durchkontaktierungen und Pads, die die elektrischen Verbindungen zwischen den IC-Chips und der Leiterplatte

Spezifikationen

Leiterbahnbreiten und –abstände: 30/30µm (anspruchsvoll auch 20/20µm)

Vias: 50µm mit Laser definiert

Lagenanzahl: Von 2 bis 6 Lagen

Leiterplattenmaterial: B T-Harz, Bismaleimid Triazin

IC-Substratstruktur

Es gibt 3 verschiedene Prozessmethoden.
Tenting – Ein subtraktiver Prozess unter Verwendung einer dünnen Start-Cu-Folie von 9-12µm und Produktionsschritten mit chemischem Cu-Plating und einem Pattern-Plating Prozess. Bei einem sog. Flash-Ätzen sind Strukturen (Breiten und Abstände) 35/35µm möglich.

mSAP – Ein modifizierter semi-additiver Prozess unter Verwendung einer ultradünnen Start-Cu-Folie von 1,5µm und Produktionsschritten mit chemischer Cu-Plating und einem Pattern-Plating-Prozess mit nachfolgendem Flash-Ätzen. Hier sind nachfolgend Strukturen von 20/20µm Leiterbahnbreiten und –abständen möglich. SAP – Semi-additiver Prozess mit sSpezialmaterial ohne Basis-Cu und speziellen

SAP – Semi-additiver Prozess mit sSpezialmaterial ohne Basis-Cu und speziellen Produktionsschritten mit chemischer Cu-Plattierung , Pattern-Plating-Prozess und nachfolgendem Flash-Ätzen. 1 Hier sind nachfolgend Strukturen von 15/15 µm (Leiterbahnbreiten und –abständen) möglich. (Mit der SAP-Methode können bis zu 12 Schichten erzeugt werden, aber sie ist nur für die Massenproduktion verfügbar).

IC-Substrat-Aufbau und Material

Es ist ein Aufbau wie bei HDI Leiterplatte mit Kern und PP möglich BT (Bismaleimid Triazin) Harzmaterial anstelle von FR4 BT hat einen höheren Tg.-Wert von 250 bis 300°C BT hat einen niedrigeren CTE auf der XY-Achse von 2-5ppm/°C anstelle von 11-14ppm/°C bei FR4-Material. Der Aufbau ist begrenzt auf eine Lagenanzahl von 2L, 4L, und 6L für Standard-Anwendungen, sowie für Lagenaufbauten bei Sonderfällen, wie 1+2+1, 1+4+1 oder 2+2+2

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Doppelseitige und mehrlagige Leiterplatten werden häufig in einer Vielzahl von elektronischen Anwendungen wie Telekommunikation, industriellen Kontrollsystemen und Stromversorgungen eingesetzt. Sie werden auch beim Prototypenbau und kleinen Produktionsserien verwendet.

Technische Daten

IC-Substrat

IC-Substrat MerkmalICAPE Gruppe IC-Substrat technische Spezifikation
Anzahl der Schichten2 bis 6
Technologie-HighlightsIC-Substrat ist PCB-Unterstützung für 1-Chip-Löten durch Wire Bonding Prozess oder Flip Chip Prozess
WerkstoffeBT (Bismaleimidtriazin)
Basis-Kupfer Dicke0-12um je nach Substratstrukturmethode
Mindestspur und Abstand30/30µm (Fortgeschrittene 20/20µm)
Verfügbare OberflächenausführungenENIG & ENEPIG
Minimale Laserbohrung50µm
Minimaler mechanischer Bohrer100µm
PCB Dicke2L min. 130µm, 4L min. 210µm, 6L min. 300µm

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