Die Leiterplatte der Zukunft

Auf der Productronica in München (6. bis 9. November) werden Vertreter von fünf Fraunhofer-Instituten unter dem Motto „Von der Idee zum Produkt“ innovative Fertigungstechnologien für Prozessoren präsentieren. Nun schlüsselte das Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM seine Ausstellungsobjekte unter dem Motto „Future Packaging Trends – System Integration on Board“ auf.

In Halle B6, Stand 355 werden vor allem folgende Aspekte thematisiert: HF-Modellierung, Optical Interconnection Technology, Advanced Dicing and Thinning Technology for Ultra Thin ICs-Thin Chip Manufacturing, Chip in Polymer, Direct Copper Plating sowie CSPs für die Leiterplattenmontage. Am Mittwoch, dem 7. November, findet zudem eine Zwischenpräsentation des Gemeinschaftsprojektes Progress mit der TU München statt. Das Thema: Ganzheitlich beschleunigte Entwicklungsprozesse in der Elektronikindustrie.

Die Qualität elektronischer Geräte und Anlagen wird laut IZM durch das technische Niveau der Baugruppen bestimmt. Aus diesem Grund müsse sich die Leiterplatte in ihrer Aufbaustruktur zwingend der sich kontinuierlich verändernden Funktionalität von Bauelementen und den neuen Entwicklungen im Packaging anpassen. Daher entwickle man die Leiterplatte von der einseitigen über die doppelseitig durchkontaktierte und der Mehrlagenschaltung zur HDI-Leiterplatte der ersten bis vierten Generation. Letztere stehe gegenwärtig im Mittelpunkt von Forschung und Entwicklung, da die HDI-Verdrahtung in Kombination mit Mikrovias Bestandteil aller zukünftigen Leiterplatten sein sollen.

Durch Multimedia-Applikationen und dem zunehmenden Internet-Verkehr werden die zu übertragenden Datenmengen in der Elektronik immer umfangreicher. Aus diesem Grund zeichne sich ein Paradigmenwechsel in der Leiterplattenarchitektur ab: Optische Signalübertragung werde in die Leiterplatte integriert.

Aus physikalischen und technologischen Gründen ist die Signalübertragung in elektrischen Schaltungen auf ein Daten-Längen-Produkt von 2,5 GBit/s und wenige Meter begrenzt. Da voraussichtlich innerhalb der nächsten Dekade die Datenmengen im Board bis auf zehn Gbit/s und mehr ansteigen werden, sei es zwingend erforderlich, den optischen Übertragungspfad zu integrieren. Mit der optischen Übertragung entfalle auch die elektromagnetische Abstrahlung und damit eine gegenseitige Beeinflussung elektrischer Ströme.

Für die Integration optischer Wellenleiter auf Polymer- oder Glasbasis gebe es mehrere Aufbaukonzepte: Overlay, Inlay, Wellenleiter in Kupfer und Multiwire. Intensive Vorarbeiten erfolgen laut IZM zurzeit mit der Inlay-Technologie, weil diese Aufbauweise sehr gut in die gegenwärtige Leiterplattenfertigung zu integrieren sei. Leiterplatten mit optischer Signalübertragung kennzeichneten die fünfte Leiterplattengeneration und werden als Elektrisch-Optische Leiterplatte (EOCB) bezeichnet.

Diese Leiterplattengeneration ist der Übergang zur sechten Generation, dem multifunktionalen Board – es ist vorerst das letzte Glied in der Evolutionskette der Leiterplatte. Sie könne als ein „System in Board“ (SIB) aufgefasst werden.