JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.
Annonsera Utgivningsplan Månadsmagasinet Prenumerera Konsultguide Om oss  About / Advertise

Den svenska mönsterkortstillverkaren Malmö Mönsterkort har investerat många miljoner i sin produktionsanläggning under de senaste tre-fyra åren. Den sista viktiga pusselbiten – och kronan på verket – är en lina för direktmetallisering, som just nu håller på att byggas ihop i lokalerna i Malmö. Med den kan företaget göra ännu mindre viahål med högre kvalitet.

– Ja, så är det. Nu handlar det om att också klara små viahål. Det är själva nyckeln. Tidigare har vi infört alla steg som gör att vi klarar små ledare, små hålkragar och många lager. De små viahålen är slutklämmen, förklarar Esbjörn Johansson, teknikchef på företaget.

En blick i backspegeln visar att Malmö Mönsterkort, eller MMAB som företaget kallar sig, minst sagt har marscherat snabbt på sistone. För bara några år sedan hade det en helt annan teknisk nivå.

Esbjörn Johansson

– På tre år har vi gjort en resa som många andra mönsterkortstillverkare tar tio år på sig att genomföra, säger Esbjörn Johansson.

För att kort beskriva går han knappt fyra år tillbaka i tiden. Då gjorde företaget mönsterkort med två till sex lager, en ledarbredd på 0,15 mm och viahål på 0,4 mm med bra yield.

När alla maskiner som företaget köpt in på senare tid har körts igång, och nått stabilitet, kommer MMAB att kunna göra mönsterkort som i serieproduktion har 10-12 lager, viahål på 0,2 mm och en ledarbredd som är 0,10 mm – kanske i extrema fall till och med ner till 75 µm på vissa prototyper.

Den sista pusselbiten för att nå dit har i skrivande stund precis nått fram till Malmöfabriken efter en resa genom Europa. Två fullastade långtradare har levererat processlinan uppdelad i flera moduler, där vissa väger runt ett ton.

– Det är en begagnad lina från en mönsterkortstillverkare i Italien som beslutat sig för att satsa på annan teknologi. De kör andra typer av material, mycket teflon numera, förklarar Esbjörn Johansson.

Första steget i produktionslinan där hålen rengörs och förbereds.

Fast detta handlar egentligen inte om att bara köpa en begagnad maskin. Företaget har lagt ner otroligt mycket tid på att utvärdera olika tekniker, innan det beslutat vilken som ska få ta plats i den egna maskinparken.

– Att vi har investerat i maskiner syns på ytan, men det ligger mycket arbete bakom som väl egentligen har varit det stora jobbet.

Sedan lång tid tillbaka använder MMAB en vertikal kemkopparprocess för att belägga viahål med ett ledande grundskikt. Den fungerar bra, är liten och kompakt, men klarar enbart ett förhållande mellan korttjocklek och viahålsdiameter (aspect ratio) på 5:1, som mest 8:1. Det företaget behöver är att nå minst 10:1.

En nackdel hos vertikala processer är att de inte har samma inträngningsförmåga i små hål och blinda vior som horisontella processer.

– När korten får fler lager och blir tjocka blir de små viahålen som ett långsmalt sugrör. I en vertikal lina doppar man kortet i vätskan, i en horisontell lina pumpar man runt vätskorna. Det blir då en helt annan genomströmning.

Slutsatsen är att en horisontell lina krävs när viorna krymper. Men en horisontell kemkopparprocess blir över 30 meter lång, vilket inte får plats i fabriken.

– Till det kommer att en så stor kemkopparprocess kräver väldigt hög beläggning och den blir dyr i drift. Vi har inte det behovet. Vi är en mellanstor till liten tillverkare och här i Malmö kör vi mycket snabba prototyper och småserier.

Efter att MMAB i detalj studerat ett flertal olika hålpläteringsmetoder – förutom kemkoppar finns även olika processer för direktmetallisering såsom palladium, grafit och polymer – föll valet på den sistnämnda.

Beslutet avgjordes definitivt av att det fanns en maskin till salu som passar verksamheten och lokalerna i Malmö. Den kommande processlinan är av fabrikatet Occleppo, och blir 18 meter lång färdigmonterad på plats.

Om tidsplanen håller ska maskinen vara installerad vid månadsskiftet mars-april.

Enstaka kretsar driver på detaljerna

Oavsett om man tittar på ledarbredd eller viahål är regeln densamma. Ju mindre detaljer du gör desto sämre blir produktionsutfallet. Mikroprocessorer är ett välkänt exempel – så fort du skalar ner till nästa processnod blir det sämre utfall. Det enda sättet att öka yielden är att använda mer avancerad utrustning.

Processlinan som MMAB håller på att installera kommer per automatik att ge bättre yield på de mönsterkort som företaget producerar idag. På samma gång kan den göra mindre viahål än tidigare.

Idag är det vanligt att en kund gör viahål med diametern 0,3 mm. Många har det måttet inställt som default i sin cad, även om det finns plats för större vior.

Samtidigt ser MMAB att det kommer kretsar – framförallt BGA:er med väldigt många kulor med mycket fin pitch mellan paddarna – där man behöver klämma in en via mellan anslutningarna för att kunna routa ut signalerna. En enskild komponent kan på så sätt driva fram mindre viahål på ett mönsterkort bara för att just den har så hög bentäthet.

– I mitten av april hoppas vi på badsättning. Då kommer leverantören av processen hit med sina specialister och sätter kemikalierna. Därefter ska vi testköra och utvärdera. Det är väldigt många prover som ska göras, så det tar ett antal veckor, säger Esbjörn Johansson.

MacDermid Enthone är leverantör av polymerprocessen. Den ledande polymeren blir bara ett ytterst tunt elektriskt ledande skikt som fungerar som grund för den slutliga tjockare kopparpläteringen i hålen som läggs på elektrolytiskt. Även den elektrolytiska kopparpläteringsprocessen från Atotech uppdaterades vid årsskiftet.

– Vi siktar på att vara klara senast under mitten av maj. Då ska vi kunna börja producera fullt ut, men under tiden har vi den gamla kemkopparprocessen igång så vi kör produktionen som vanligt hela tiden.

Till sommaren är planen att MMAB ska kunna börja dra full nytta av alla de investeringar som företaget gjort inom loppet av mindre än fyra år. Det handlar bland annat om en ny etsmaskin, en lösning för direktexponering och en maskin för tillverkning av flerlagerskort. Den sistnämnda kan rent teoretiskt göra 20 lager, men MMAB siktar som mest mot 12.

– Maskinen är precis installerad så idag gör vi upp till åtta lager. Vi har bestämt att inte gå till 10-12 lager förrän vi kört maskinen ett tag och att vi känner att det är en stabil process.

Artikeln är tidigare publicerad i magasinet Elektroniktidningen.
Prenumerera kostnadsfritt!

Den stora skillnaden mot tidigare är att det numera går att köra åtta lager i serieproduktion. Tidigare har det krävts så kallade pinnverktyg. Det betyder att borrade hål i materialet läggs på stålpinnar, som man styr mot för att linjera. Det fungerar upp till cirka åtta lager därefter blir materialen så tunna att de inte håller formen, de utvidgas eller krymper.

När jag ber Esbjörn Johansson värdera den senaste tidens satsningar i Malmöfabriken lyfter han spontant maskinen för direktexponering och processen för guldbeläggning vid sidan av den ovan beskrivna polymerprocessen.

– De var lika stora steg för ledare, isolation och hålkragar som den nya processlinan är för hålen. Den har gjort jättestor skillnad, både vad gäller yield och för vilken typ av teknologi som vi kan ta in i fabriken, konstaterar han.

Ingressbild: En mekaniskt borrad blindvia från lager 1 till 2 på 0,15 mm. Ett hårstrå är cirka 0,1 mm för att ha något att jämföra med.

MER LÄSNING:
 
 
Pappersmagasinet Nyhetsbrev
SENASTE KOMMENTARER
Kommentarer via Disqus

Vi gör Elektroniktidningen

Anne-Charlotte Sparrvik

Anne-Charlotte
Sparrvik

+46(0)734-171099 ac@etn.se
(sälj och marknads­föring)
Per Henricsson

Per
Henricsson
+46(0)734-171303 per@etn.se
(redaktion)

Anna Wennberg

Anna
Wennberg
+46(0)734-171311 anna@etn.se
(redaktion)

Jan Tångring

Jan
Tångring
+46(0)734-171309 jan@etn.se
(redaktion)