Einbetten von diskreten Bauelementen in eine organische Leiterplatte bzw. Substrat

Das Einbetten von diskreten Bauelementen (weiters als «Embedding» bezeichnet) adressiert alle kritischen Herausforderungen heutiger elektronischer Systeme und ist als solches eine äusserst attraktive Lösung für OEMs. Embedding ermöglicht zusätzliche Miniaturisierung mit verbessertem Wärmemanagement und erhöhter Zuverlässigkeit.

Die heutigen Herausforderungen in der Elektronikentwicklung

Der Grossteil der heutigen Elektronikentwicklung für die Luftfahrt, Konsumentenelektronik oder Telekommunikation steht vor ähnlichen Herausforderungen, wenn es um die Reduzierung des Formfaktors oder um Platz auf PCB-Substraten geht: Wärmemanagement und gleichbleibend hohe Qualitätsstandards. Beide Herausforderungen müssen gemeistert werden, um Beschädigungen an der Elektronik, Leistungseinbussen oder ein schlechteres Benutzererlebnis zu vermeiden.

Es gibt eine Vielzahl bestehender und neuer Ansätze, um diese Herausforderung getrennt voneinander zu adressieren. Bereits etablierte Lösungen wie HDI, mSAP oder Metallsubstrate helfen dabei, spezifische Anforderungen zu erfüllen. Dennoch gibt es selten eine einzige Lösung, die alle Herausforderungen gesammelt adressiert. Einzige Ausnahme ist Embedding von passiven oder aktiven Komponenten.

Wofür steht «Embedding»?

Embedding umfasst ebenso eine Vielzahl gut industrialisierter Optionen, welche von gängigen und etablierten Formen, wie zum Beispiel «gedruckte Schaltungen», bis zur Verwendung von kapazitiven und resistiven Materialien reichen. Wie der Name schon sagt, ermöglicht Embedding die Integration von passiven und/oder aktiven Bauelementen in das Leiterplattensubstrat selbst. Diese Komponenten werden durch Verkupferung über Microvias angebunden.

Dies kann nicht nur die Anzahl der Komponenten auf Oberflächenschichten reduzieren, sondern bietet auch ganz spezifische Wärmemanagementlösungen, indem der Komponentenkörper selbst mittels Microvias direkt kontaktiert wird.

Schliesslich schützt das umliegende organische Material den Bauteilkörper sowie die Verbindung, was zu einer erhöhten Zuverlässigkeit des gesamten Moduls, im Vergleich zu anderen Verbindungsmethoden wie regulärem SMD oder Bonden, führt.

Die Bedeutung der Auswahl des richtigen Leiterplattenherstellers

Das Einbetten diskreter Komponenten ist in der Leiterplattenherstellung wohlbekannt und wurde in der Substratherstellung bereits in Serienproduktion angewendet. Dennoch beherrschen nicht viele Leiterplattenhersteller alle erforderlichen Schritte der erweiterten Produktionskette (z. B. Komponentenbeschaffung, Handhabung, Prüfung usw.).

Varioprint ist ein globaler Hersteller, der in der Lage ist, komplexe Projekte mittels Embedding-Technologie zu unterstützen. Varioprint bietet seit vielen Jahren Module mit gedruckter Elektronik sowie kapazitiven/resistiven Materialien als ersten Schritt zur Einbettung von diskreten Bauteilen an. Dadurch ergeben sich spezifisches Know-how und etablierte Prozesse, die Varioprint nutzen kann, um passive und/oder aktive Komponenten erfolgreich zu integrieren. Der frühe Austausch bereits in der Konstruktionsphase stellt sicher, dass nicht nur alle Anforderungen erfüllt werden, sondern auch ein kostenoptimiertes Produkt entsteht.