AT&S ist sehr unterbewertet!

Welche Leiterplatten  braucht das selbstfahrende Fahrzeug in Zukunft, wie kann Industrie 4.0  mit Leiterplatten von AT&S gestaltet werden, welche digitalen Helfer  am und im Körper werden mit immer noch kleineren und leistungsfähigeren  Leiterplatten möglich? Eine Rekordbeteiligung von etwa 150 Kunden  informierte sich über die neuesten Entwicklungen in der Elektronik- und  Leiterplattenindustrie für die Bereiche Automotive-, Industrie- und  Medizintechnik. Im Fokus der breit gefächerten Vorträge standen globale  Megatrends und ihre Auswirkungen auf die Elektronikindustrie.  Miniaturisierung und Modularisierung sind die Schlüsselbegriffe in der  Verbindungstechnik, das wurde auch in der Keynote von Heinz Moitzi, COO  von AT&S deutlich. Was Aristoteles mit „Das Ganze ist mehr als die  Summe der einzelnen Teile“ umschrieb, fasste Moitzi in der Formel 1+1 = 3  zusammen: „Miniaturisierung lässt sich nur durch immer höhere  Packungsdichten der elektronischen Module erreichen, wobei  Leiterplatten- und Halbleiter-Technologien immer mehr verschmelzen.“  Dafür böte AT&S eine Kombination von bestehenden mit neuen  Technologien, die aufeinander abgestimmt seien, betont er weiter:  „Dadurch werden Advanced-Packaging-Lösungen ermöglicht, die extrem  kompakt und energieeffizient sind. Am Ende dieser Entwicklung steht dann  das All-in-one-Package.“

Packaginglösungen im Tandem mit Leistungselektronik

Um dies zu erreichen, setzt der österreichische  Leiterplattenhersteller seinen Schwerpunkt auf Forschung und  Entwicklung, der bislang zu mehr als 64 Patentanmeldungen geführt hat:  Derzeit sind weltweit rund 400 Mitarbeiter der Forschung und Entwicklung  beschäftigt. Ein Schwerpunktthema am Technologieforum bildete daher das  „Advanced Packaging“ – innovative, verfahrenstechnische Lösungen für  Komponenten- und Halbleiter-Packaginglösungen – von derzeit 2D-Packages  zu 3D-Packages, bei der die Komponenten in mehreren Schichten horizontal  und vertikal zu einem einzigen Schaltkreis verbunden sind. Johannes  Stahr, Group Manager Technology, zeigte dabei die Entwicklung der  Embedded-Technologie bei AT&S auf, beginnend mit der Einbettung von  passiven Komponenten bis hin zu ECP (Embedded Component Packaging) für  System-in-Boards (SiB) und System-in-Packages (SiP). Mittlerweile  liefert AT&S seine ECP-Platinen in Serienfertigung, mit zahlreichen  bereits realisierten Produkten, von Computer-Boards über medizinische  Sensorprodukte bis hin zu MEMS-Mikrophonen. Außerdem arbeitet der  österreichische Leiterplattenhersteller mit Partnern intensiv an  Embedded-Power-Produkten. So war es beispielsweise möglich, ein  500-W-Pedelec-Demonstrator unter Einbettung von MOSFETs, passiven  Komponenten und Logikschaltungen zu realisieren. Umfangreiche Tests  belegen die hohe thermische und Schock-Performance sowie das sehr gute  Schaltverhalten des Designs. Im nächsten Schritt sind noch  leistungsfähigere Module im High-Power-Bereich geplant.

Flexibilität, Miniaturisierung, Module und Packages, hohe Datenraten  und hohe Frequenzen, Leistungselektronik mit hohen Strömen und steigende  thermische Anforderungen sowie optimierte Fertigungsprozesse stellen  nach Hannes Vorarberger die Herausforderungen, aber auch Chancen der  Elektronikindustrie in den kommenden Jahren dar. AT&S sieht sich gut  aufgestellt, um diesen Herausforderungen zu begegnen. Als Beispiele  nannte Vorarberger die flexible Integration von mehr Funktionalität, wie  mit der Einbettung von Cavities in MEMS-Applikationen, die Kombination  von starren mit flexiblen Leiterplatten oder das X-in-Board-Konzept, bei  dem beispielsweise eine Standard-FR4-Leiterplatte mit einer  HF-Leiterplatte kombiniert wird.

Weitere Fortschritte

Die fortschreitende Miniaturisierung führt Hannes Vorarberger, Group  Manager R&D, weiter aus, gemäß der Frage „Was kommt nach dem Gesetz  von Moore?“. Während man mit Anylayer-Leiterplatten und Substraten  derzeit Leiterbahnbreiten von etwa 40 µm erreicht, geht der Trend in  Richtung 10 µm und darunter. Dafür werden neben subtraktiven auch  additive Technologien wie MSAP (Modified Semi-Additive Process) genutzt.  AT&S forscht intensiv an bisher limitierenden Faktoren wie dem  gezielten Ätzen oder der Rauheit der Kupferfolien, um die weitere  Miniaturisierung voranzutreiben. Die Leiterplattentechnologie ist auch  durch die steigenden Anforderungen an die Basismaterialien  gekennzeichnet. Walter Pessl, Quality Supplier Engineering von AT&S,  betonte hier die steigenden thermischen Anforderungen, komplexeren  Aufbauten, das Handling von verschiedenen Spannungen und Abständen sowie  die Signalintegrität. Gerade High-Speed- und HF-Applikationen haben  hier hohe Ansprüche. AT&S arbeitet hier intensiv daran, die  maximalen Betriebstemperaturen (MOT) zu erhöhen, beispielsweise mit FR15  auf 150 °C, die Löt-Zuverlässigkeit zu verbessern sowie die  CAF-Festigkeit (Conductive Anodic Filament) zu erhöhen. Dafür wurden und  werden umfangreiche Untersuchungen mit verschiedenen Materialien  durchgeführt.

Bei der Umsetzung von Industrie 4.0 in der Leiterplatten-Industrie  arbeitet AT&S derzeit an der Optimierung der Prozesse und der  Produkte. Dank moderner Informations- und Kommunikationstechnik lassen  sich Daten für die Produktionsprozesse in Echtzeit erfassen und  verarbeiten, um die Prozesse zu optimieren. So werden einerseits neue  Produkte erst möglich, während die Nachverfolgbarkeit den Einsatz von  Ressourcen wie Materialien, Wasser oder Energie optimiert und  menschliche Fehler reduziert. Letztendlich wird damit auch ein  wesentlicher Beitrag zum Umweltschutz geleistet.