Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT
Multilayer-Leiterplatten sind wichtig für moderne elektronische Systeme, die Leistung und Zuverlässigkeit erfordern. Deren Einsatz bietet zahlreiche Vorteile für verschiedene Anwendungen. Eine kompakte Bauweise ermöglicht Platzersparnis durch mehrere Lagen, unterstützt komplexe Schaltungen mit vielen Verbindungen, erleichtert das Wärmemanagement und reduziert elektromagnetische Interferenzen durch geschirmte Lagen. Anwendungsgebiete sind u.a. Computer- und Telekommuni-kationsgeräte, Automobilelektronik, Medizintechnik und Consumer Electronics. Buried Vias sind spezielle Arten von Durchkontaktierungen in Leiterplatten, die sich zwischen den inneren Kupferlagen der Platine befinden und keine Verbindung zu den äußeren Kupferlagen aufweisen. Grundsätzlich ist es bei Buried Vias erforderlich, dass diese vollständig mit Epoxidharz gefüllt sind und dass sie keine Fehler wie Risse oder Lufteinschlüsse enthalten.
Fehler im Epoxidharz der Buried Vias können Auswirkungen auf verschiedene Eigenschaften haben, zum Beispiel mechanische Stabilität, Zuverlässigkeit der Verbindung und Feuchtigkeitsaufnahme (Korrosion) haben. Es ist wichtig, Risse im Epoxidharz frühzeitig zu erkennen, um langfristig Probleme und Ausfälle zu vermeiden.
Ein weiterer Einfluss auf die Eigenschaften ist die Homogenität der Verfüllung der Buried Vias mit Füllstoffen. Inhomogene Füllstoffverteilungen innerhalb der Buried Vias können sich ebenfalls negativ auswirken. Dies kann dazu führen, dass es bei einer Erwärmung zu unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen kommt, so dass es zu einer Delamination oder zu einem Ausfall der Leiterplatte kommen kann.
Im Rahmen eines Gemeinschaftsprojektes vom Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie (ISIT) und dem Institut für Analogtechnik und Sensorik (AGT) der Technischen Hochschule Mannheim (THMA) wurden Epoxidharzstrukturen in passiv verfüllten Buried Vias in mehrlagigen Leiterplatten (Multilayer) detailliert untersucht.
Ziel der Untersuchungen ist es, zu ermitteln, ob es mit einer Computertomographie (CT-Röntgenanalyse) oder Röntgen-Laminografie (XCL) möglich ist, gezielt und zuverlässig Fehler in Epoxidharzstrukturen von passiv verfüllten Buried Vias zu detektieren und somit eine hundertprozentige Prüfung der Buried Vias zu ermöglichen. Für die Untersuchungen wurden verschiedene Teststrukturen in Leiterplatten verwendet. Die gefundenen Fehler in den Harzstrukturen der Buried Vias wurden im Querschliff gezielt analysiert und zur Verifizierung der Fehler Untersuchungen im Lichtmikroskop und im Rasterelektronenmikroskop (REM) durchgeführt.
Abstract
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