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Durchbruch bei kupfergefüllten HDI-Microvias

(PresseBox) (Berlin, ) ANDUS 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 zu löten. 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.

Für µBGAs mit einem Pitch von <0,8 mm sind die verbleibenden Restringe des Pads jedoch relativ schmal. Nach dem Einebnen der Microvias verbleibt eine deutlich größere effektive Padfläche zum Löten.

Finepitch-Bauelemente lassen sich meist nur mit Feinstleitern und Microleitern entflechten, für die gleichmäßige dünne Kupferfolien eine wichtige Voraussetzung sind.

Hier setzt die neue Microvia-Technik an. Die Schichtdicke des dünnen Außenlagenkupfers bleibt im Prozessverlauf erhalten.

Bisher wurden Microvias im RPP-Verfahren (Reversed Pulse Plating) oder per Plugging verfüllt. Beim RPP nutzt man die bevorzugte galvanische Abscheidung auf Flächen mit geringer Feldliniendichte aus. Durch die gepulste Stromführung erfolgt der Kupferaufbau in allen Vertiefungen schneller als auf ebenen Flächen.

Beim zweiten Verfahren füllt man die Sacklöcher mit einer aushärtenden Paste und metallisiert anschließend die Oberfläche, ähnlich wie beim normalen Via-Plugging.

Beide Verfahren arbeiten mit einer zusätzlichen Aufkupferung des Basiskupfers, wodurch sowohl die Gleichmäßigkeit der Kupferschicht als auch deren Stärke an sich verschlechtert werden.

Die neuen HDI-Microvias weisen zwei entscheidende Vorteile auf:

- Die Schichtdicke des Basiskupfers wird im Prozess nicht verändert. Das ist wichtig, um auch auf der Außenlage Microleiter von bis zu 50 µm Breite erzeugen zu können. Im Bild wurde die verwendete 12 µm Basisfolie per Ätzschliff sichtbar gemacht.

- Die Microvias sind komplett mit massivem Kupfer gefüllt. Zum einen ist dadurch die Zuverlässigkeit der Verbindung gegenüber thermomechanischem und mechanischem Stress höher. Zum anderen begünstigt der hohe Kupferanteil die Wärmeleitung.

Nach der Installation des hochauflösenden AOI im Januar und der Einführung des neuen LDI-Prozesses (Laserdirektbelichtung) im Mai vollzieht ANDUS mit den gefüllten HDI-Microvias die dritte technologische Innovation in diesem Jahr. Alle drei ergänzen sich ideal und bilden die Grundlage für die Realisierung von anspruchsvollen Projekt-Ideen.
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