Aus diesen beiden etablierten Verfahren entstehen so genannte Lasercavities, in die Flip Chips integriert werden. Die Lasercavity-Technologie bietet stabile und zuverlässige Verbindungen zwischen Bauteil und Leiterplatte, höchste Präzision sowie kurze Verarbeitungszeiten und ist dadurch sehr wirtschaftlich. Mit der zunehmenden Integrationsdichte in Multilayer-Leiterplatten sind Elektronikentwickler sowie Bauteile- und Leiterplattenhersteller gleichermaßen gefordert, intelligente neue Wege zu beschreiten.

Würth Elektronik bietet mit Lasercavity das notwendige neue Konzept dazu. „Integriert statt aufgesetzt“ lautet das genial einfache Prinzip bei der Integration aktiver Bauelemente. Ein Lasercavity wird auf den Innenlagen einer Leiterplatte mit einer Tiefe von bis zu 300 μm herausgearbeitet. Die verwendete Lasertechnologie sorgt für höchste Präzision sowohl in der Kontur als auch hinsichtlich der Tiefe der entstehenden Aussparung und deren Positionierung. Dadurch entsteht ein stabiler Hohlraum, in den dann ein spezieller Kleber eingebracht wird.

Anschließend erfolgt in die Kavität (Aushöhlung, Vertiefung) hinein die Platzierung der Flip Chips mit einem so genannten „Die Bonder“. Unter definiertem Druck härtet der Kleber innerhalb weniger Sekunden aus. Gleichzeitig werden die Stud Bumps des Chips durch die gezielte Einwirkung von Druck und Temperatur mit der Leiterplatte verlötet. Der Flip Chip ist somit an den Kontaktflächen verlötet und über den Kleber fixiert. Dies verleiht der Lasercavity zusätzliche Stabilität und erhöht die Zuverlässigkeit des Systems.

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Zuverlässigkeitstests übertreffen die Erwartungen
Zahlreiche Produktionsdurchläufe haben gezeigt, dass sich Lasercavities mit gebondeten Flip Chips anschließend in der Multilayer-Fertigung ohne Einschränkung mit den Standardverfahren weiterverarbeiten lassen. Erfolgreich abgeschlossene Zuverlässigkeitstests mit Lasercavity-Leiterplatten übertrafen sogar die Erwartungen an die neue robuste Technik. Weder Thermoschocks noch Langzeit-Temperaturauslagerungen konnten die Fügeverbindung zwischen Leiterplatte und Flip-Chip beeinträchtigen.

Roland Schönholz, Produktmanager HDI-Microvia Technik bei Würth Elektronik und Entwickler der Lasercavity-Idee, erläutert: „Es ist unserer langjährigen Erfahrung in der Microvia-Technologie, der sehr guten Kooperation mit dem Fraunhofer Institut und einem Diebond-Experten zu verdanken, dass es uns gelang, mit Lasercavity eine Methode zu entwickeln, die beeindruckend einfach und wirtschaftlich ist. Darin sehen wir die besten Voraussetzungen, dass sich die neue Technologie schnell durchsetzen wird.“