Bei zunehmender Integrationsdichte sind auch immer wieder die Themen wie HF-Übersprechverhalten, EMV- und EMC-Aspekte eine Herausforderung an den Designer. Letztgenannte Anforderungen treten vor allem bei der Integration von HF-Schaltungsteilen (Dämpfungsgliedern) in Anpassungsschaltungen für ICs auf (Bild 1).
Hochohmwiderstände erlauben eine entscheidende Verringerung der benötigten Fläche auf den Schaltungen und führen daher zu neuen, meist kleineren, Lösungen. Die erforderliche Fläche kann bis zu einem Faktor 20 verringert werden, wie das Beispiel in Bild 2 zeigt.
Es ist eine Besonderheit, dass ein so großer Wertebereich an Flächenwiderstandswerten (20 bis 200 ohm/sq für NiCr und 500 bis 1.500 ohm/sq für CrSi) auf einem Substrat integriert werden kann. Dies wird anhand der Dünnschichttechnologie am Cicor-Standort Wangs realisiert. Bisher war der Einsatz verschiedener Flächenwiderstände auf einem Substrat, der in Radeberg hergestellten Dickschichttechnik vorbehalten. Möglich wird dies durch eine speziell gewählte neue Prozessabfolge.
Neuentwicklung gemäß Kundenspezifikation
Die Basis für diese Entwicklung war eine sehr diffizile Kundenanforderung, welche aus einer Neuentwicklung mit stark reduziertem Platzbedarf, kombiniert mit sehr hohen Präzisionsanforderungen resultierte. Die Flexibilität der Hoch – und Niederohmwiderstände in den verschiedenen Anwendungen wird durch folgende Rahmenspezifikationen (Bild 3) untermauert.
Herauszuheben ist dabei die Hochspannungsfestigkeit bis zu 1.000 V bei geeigneter Auslegung sowie die hohe Genauigkeit in Widerstandsnetzwerken, welche getrimmte Toleranzen bis unter 0,1 % zulässt und ein sehr gutes Gleichlaufverhalten der Widerstände auf einem Substrat vorweist.
Spezielle Maßnahmen zum Trimmen der Widerstände (Bild 4) sind bei Höchstfrequenzschaltungen möglich, wie das Trimmen der Widerstandskanten in Bild 5 und 6 zeigt.
Durch den Kunden wird auch eine große Flexibilität beim Packaging der Widerstände gefordert. So werden Widerstandsnetzwerke neben der Integration in eine Gesamtschaltung auch als Einzelbauteile für Flipchip-Anwendungen konfiguriert (Bild 7), oder auch als hochpräzise Widerstandsnetzwerke – welche in seltenenFällen auch als eigenständiges Bauteil (COB-Element) verarbeitet werden (Bild 8).
Der Flexibilität in den Ausführungsformen einzelner Hochohmwiderstände und von hochohmigen Widerstandsnetzwerken sind nur durch die Physik Grenzen gesetzt. Dies erfordert vom Hersteller eine genauere Kenntnis der Anwendung, wo und wie die Bauteile eingesetzt werden. Daraus resultiert hin und wieder die Notwendigkeit, auf Bauteilebene eine Passivierung durchzuführen. Ebenfalls können die Schaltungen mit Lötstoppschichten oder leitfähigen Klebern vorbereitet werden. Dem Kunden ist es überlassen, diese Hochohmwiderstände in gegurteter Form weiter zu verarbeiten (Bild 9).
Der verfügbare Prozess ermöglicht viele Applikationen aus unterschiedlichsten Anwendungsbereichen. Häufig sind verschiedene Parameter bestimmend für die Konfiguration (Auslegung) der Schaltung wie z.B. in der Sensorik (Temperaturbereich) oder bei medizintechnischen Anwendung (Ausfallsicherheit).
Das Cicor-Verfahren erlaubt die Integration von Flächenwiderständen in einem Bereich von 20 bis 1.500 ohm/sq, direkt auf einem Substrat. Es bietet zahlreiche Vorteile:
- Es entstehen geringere NRE-Kosten durch Optimierung des Layouts. Nur 1 Maskensatz ist notwendig.
- Es entsteht ein geringer Bestückungsaufwand, da nur ein Substrat verwendet wird.
- Der Materialaufwand verringert sich.
- Es müssen weniger Bauteile bestückt werden und dadurch steigt gleichzeitig die Ausfallsicherheit.
- Ein größerer Miniaturisierungsgrad ist realisierbar.
Über die Cicor-Gruppe
Die Cicor Gruppe bietet komplette Outsourcing-Dienstleistungen und eine breite Palette von Technologien für die Elektronikindustrie. Die Schweizer Gruppe umfasst die Subbrands Cicor Printed Circuit Boards, Cicor Microelectronics und Cicor Electronic Solutions auftreten. Die Gruppe produziert und liefert qualitativ hochstehende, maßgeschneiderte Lösungen für Kunden weltweit.
Cicor Printed Circuit Boards ist ein Leiterplattenhersteller, der in Zusammenarbeit mit dem Kunden anspruchsvolle Leiterplatten entwickelt und produziert – immer mit Fokus auf eine effiziente und kostenoptimierte Fertigungslösung bei höchster Liefertreue und Qualität vom Prototypen bis zur Grossserie im Schnellservice oder auf Abruf. Umfassendes Know-how ist in den Bereichen Multilayer Boards (MLBs), High Density Interconnects (HDIs) und Reel-to-Reel-Technologie verfügbar.
Cicor Microelectronics ist Hersteller von anspruchsvoller Mikroelektronik im Bereich Dünnschicht-und Dickschichtschaltungen, Montage, Packaging und dem Test-Screening. Dabei sind alle Technologien der Aufbau- und Verbindungstechnik verfügbar: Vom schnellen Prototypenbau bis zur Lieferung von getesteten und qualifizierten Baugruppen in höhern Stückzahlen.
Cicor Electronic Solutions sieht sich als Full-Service-Provider mit einem breiten Fertigungsspektrum in der Leiterplattenbestükung, im Systembau, Boxbuilding und Schaltschrankbau, in der Kabelkonfektion und im Bereich Werkzeugbau und Spritzguss – von der Produktentwicklung über die Serienproduktion bis zum After-Sales-Service.
Susanne Grosse
(hb)
