Smarte Designlösungen

Die Package-on-Package-Technologie (PoP) ist eine Fertigungstechnik der Mikroelektronik, bei der zwei oder mehr Ball-Grid-Array (BGA)-Chipgehäuse übereinander bestückt und in dieser Anordnung auf die Leiterplatte innerhalb eines Lötprozessschritts gelötet werden. Zusammen mit kleinsten Bauelementen und immer noch engeren Abständen lässt sich so die Integrationsdichte erhöhen und Platz sparen. In der Folge müssen auch die weiteren Fertigungsschritte und Qualitätskontrollen auf diese Stapelbestückung und damit verdeckten Lötstellen, ausgerichtet werden.

SMD-Linie platziert kleinste BGAs

Die Bestückung dieser gestapelten BGAs lässt sich mit modernen Bestückungsautomaten gut bewerkstelligen. Diese arbeiten in einer hohen Bestückungsgeschwindigkeit, in der auch eine große Genauigkeit sicher umsetzbar ist. Die Stapellösung erfordert allerdings das zusätzliche Fluxen der Lotdepots des oberen Bauteils und das exakte Platzieren desselben auf dem unteren Bauteil. Um das zusätzliche Bauteil exakt auf dem ersten zu fixieren, verwendet tecnotron deshalb einen neuen Feeder auf der SMD-Linie: Dabei wird das zweite, obere BGA-Bauteil vor seiner Bestückung in diesen speziellen Flux-Feeder getaucht. Die lineare Taucheinheit ermöglicht ein genaues Auftragen von Flussmittel und durch die Haftkraft des Flussmittels die zuverlässige Haftung der BGA auf dem ersten Bauteil. „Anhand dieser innovativen Technik erhalten wir die notwendige, sichere Bestückung für den Transport bis und innerhalb des Lötprozesses, in dem dann die einzelnen Einheiten zum Package on Package verlötet werden, erklärt der Abteilungsleiter Fertigung Bernd Riedesser.

Röntgen und AOI sichert Qualität

Dennoch muss die Miniaturisierung minutiös kontrolliert werden. So sorgt die sensible Sensorik der neuen SMD-Linie für die perfekte Aufsetzkraft des zweiten BGAs, während ein hochwertiges Kamerasystem dessen exakte Platzierung garantiert. Da die herkömmliche automatische optische Inspektion (AOI) nicht ausreicht, um die verdeckten Lötungen auf der Unterseite des BGAs zu prüfen, werden sie bei tecnotron mittels Röntgen kontrolliert. Eine sichere Methode, da die unterschiedlichen Materialien einer Leiterkarte und ihre Bauteile die Röntgenstrahlung unterschiedlich absorbieren und mikroskopische Objektdetails ans Licht bringen. Im Röntgenbild sehen die Spezialisten, ob die Anschlüsse vollständig und gleichmäßig aufgeschmolzen wurden, ob Ätz- oder Layoutfehler, Leiterbahnunterbrechungen, fehlerhafte Viametallisierungen, Lotbrücken oder Benetzungsfehler vorliegen. Anhand einer Höhenvermessung in der AOI-Prüfung wird außerdem überprüft, ob die Bauteile flach auf der Leiterplatte aufliegen und die definierten Soll-Werte eingehalten wurden.

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