Bei einem Abstand von 60 µm sind 01005-Komponenten produktionsgeeignet

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MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

Eurocircuits GmbH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Assembleon BV

Die Bauteiledichte ist auch vom Bauteileabstand abhängig

Der Mindestabstand der 0402 Komponenten beträgt 150 µm, obwohl diese relativ kleinen Komponenten auf ca. 100 Bauteile/cm² begrenzt sind. Die kleineren 0201 Typen ermöglichen einen Abstand von 100 µm, was zu einer dreifachen Dichte von 300/cm² führt. Diese Dichte verdoppelt sich auf 600/cm² mit 01005 Komponenten und einem Abstand von 50 µm. Solche Bestückungsdichten sind für die Integration passiver Chipkomponenten in Halbleitermodule oder ‘Systems in Package’ (SiPs) erforderlich. Die Halbleitermodule tauchen in erster Linie in Handgeräten (Mobiltelefonen, MP3 Playern usw.) auf und bieten zusätzliche Funktionen bei geringerem Platzbedarf. Das Prozessfenster bei einer Bestückung mit geringem Abstand ist allerdings erheblich kritischer.

Bauteilegröße bestimmt die Druckschablone

Das erste Problem, das im Zusammenhang mit den Bauteilabständen auftaucht, ist die SMD-Schablone. Bei großen Komponenten sind dicke Schablonen erforderlich, so dass eine ausreichende Lotmenge für den Anschluss des Chip zugeführt wird. Für kleine Bauteile werden dünne Schablonen eingesetzt. Diese allerdings verhindern durch die geringe Lotmenge eine korrekte Lötstelle bei großen Bauteilen.

Der Lötprozess selbst ist ebenfalls kritisch, insbesondere bei sehr kleinen Komponenten, wie zum Beispiel den 01005-Typen. Um die Verdampfung des Flussmittels zu reduzieren, ist bei kleinen Bauteilen ein schneller Reflow-Prozess erforderlich, während bei großen Komponenten ein langsamer Reflow-Prozess eingesetzt werden muss. Dies ist auf die erhöhte thermische Masse großer Komponenten zurückzuführen, die sich nur langsam auf Reflow-Temperatur erwärmt.

Aus diesem Grunde ist eine Kombination großer und kleiner Komponenten auf der gleichen Platine immer mit Schwierigkeiten verbunden. Große und kleine Bauteile sollten demzufolge separat gehandhabt werden. Tatsächlich ist die Tendenz zu beobachten, größere Komponenten (bis zu 0402 oder 0201) auf Hauptplatinen und kleine Bauteile (z.B. 01005) auf Modulen einzusetzen. Dieser Trend ist auch für die Hersteller vorteilhaft, da eine hochpräzise Bestückung nur für die Module erforderlich ist und demzufolge nicht die gesamte Produktionslinie aufgerüstet werden muss.

ICs migrieren auf Module

Die SiP-Lösung bringt für die Gerätehersteller verschiedene Vorteile. Dies sind u.A. die kurzen, lokalen Signalleitungen mit äußerst günstigem Frequenzverhalten. Durch eine unterschiedliche modulare Bauweise ist eine größere Flexibilität zum Beispiel in der Konstruktion von Mobiltelefonen gegeben. Aufgrund der hohen Frequenzen (und demzufolge kleineren Kondensatoren) in den Modulen ist für die Hauptplatine keine spezielle RF-Ausführung erforderlich. Für die Bestückung der Hauptplatine werden teure Wirebonder, Flip-Chip-Bestücksysteme etc. nicht benötigt. Dies reduziert die Investitionskosten und die Zeit der Produkteinführung und erhöht gleichzeitig die Verfügbarkeit.

Diese RF-Module werden immer mehr zu Serienprodukten. Der Anteil der ICs auf der Hauptplatine wird auf 70% geschätzt, in Modulen auf 30%. In 3 bis 5 Jahren wird sich dieses Verhältnis auf 40/60 verändert haben.

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