Neue Technologien schnell, zielgerecht validieren und fertigen

productware fertigt hochkomplexe Baugruppen mit Package-on-Package-Technik in kleinsten Stückzahlen

Das Electronic Manufacturing Services (EMS) Unternehmen productware GmbH, mit Sitz im Rhein-Main-Gebiet, hat sich in der Industrie einen guten Namen als zuverlässiger, flexibler und kompetenter Partner gemacht, der sein skalierbares Leistungsspektrum speziell auf die Anforderungen kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) abstimmt. Der nach DIN ISO 9001 und 14001 zertifizierte Elektronik-Produktionsdienstleister setzt dabei neueste Technologien wie das Package-on-Package- (PoP) Verfahren ein, die schnell und zielgerichtet validiert und zur Fertigung freigegeben werden.

Vor diesem Hintergrund erfolgte auch die Anfrage eines international bedeutenden Anbieters von Autoradios, Soundkomponenten und Unterhaltungselektronik. Das Unternehmen konnte für die Fertigung seiner neuesten Entwicklung, einer Baugruppe mit 547-poligem OMAP4430-Prozessor auf dem in PoP-Technik ein 216-poliges 8-GBit-DDR2-RAM montiert ist, bei seinen bisherigen Partnern keinen geeigneten Dienstleiser finden. Deshalb fragte es bei productware an, ob der EMS-Spezialist diese Technologie verarbeiten kann. Es ging um zehn Prototypen. Das Dampfphasenlöten wurde als bevorzugte Löttechnik angesehen.

productware prüfte die Anforderung gemäß den Qualitätsvorgaben. Die Herausforderung lag bei diesem Projekt in der akkuraten, präzisen Bestückung und Lötung in kleinster Stückzahl. Beide BGA-Gehäuse (und auch noch weitere) haben eine hochintegrierte Anschlussdichte mit 0,25 mm großen Balls im Pitch von 0,4 mm. Nach erfolgreicher Prüfung gab der EMS-Spezialist sein technisches OK zur Fertigung.

Validierung von Schablonenstärke und Lötpaste

Zwei Wochen vor Produktionsbeginn wurden die Prozess-Validierungs-Maßnahmen eingeleitet: Es wurden kupferkaschierte Rohplatinen und unterschiedliche Schablonen beschafft, zum Beispiel je eine nanobeschichtete Edelstahlschablone, 120µ und 100µ stark. Damit sollte das Auslöseverhalten der Lötpaste bei feinen Strukturen (Aspect-ratio) getestet werden. Aus dem gleichen Grund kam eine alternative Paste des Typ 4 (Kugelgröße 38 – 20 µm) zum Einsatz. Standardmäßig ist Typ-3-Paste (Kugelgröße 45 – 25 µm) im Einsatz.

Die Probedrucke erfolgten auf den Rohplatinen. Die Tests ergaben, dass die 100-µm-Schablone das beste Druckergebnis erzielte. Der Einsatz von Paste Typ 3 oder Typ 4 zeigte beim Druck keine signifikante Veränderung. Auf Grund des geringeren Oxyd-Anteils in der Typ-3 Standard-Paste kam diese Paste zum Einsatz. Wichtig war jedoch die Verkürzung der Reinigungszyklen der Schablone. Abschließend wurden die Ergebnisse dokumentiert, die Reinigungsintervalle der Schablone festgelegt und das Programm für die automatische optische Inspektion (AOI) zur Kontrolle des Lotpastendruckes erstellt.

Schonendes Lötverfahren für hohe Qualität

Als Lötverfahren wählte productware das One-Step-Verfahren in der Dampfphase. Dies ist ein schonendes und äußerst sicheres Lötverfahren, das den hohen Qualitätsansprüchen des EMS-Spezialisten genügt. Das RAM wurde gefluxt, auf dem Prozessor bestückt und in einem Lötvorgang mit den restlichen Bauteilen verlötet. Die Ergebnisse wurden mit aufwendigen Röntgenverfahren analysiert, dokumentiert und dem Kunden mit Auslieferung der Prototypen zu Verfügung gestellt. Das erfreuliche Resultat: Alle Prototypen konnten erfolgreich in Betrieb genommen werden.

„productware ist offen für neue Technologien. Diese werden schnell und zielgerichtet validiert und zur Fertigung freigegeben. Durch unsere modernen Produktionsanlagen und internen Prozesse können wir hochkomplexe Baugruppen selbst in kleinsten Stückzahlen sicher herstellen“, kommentiert Marco Balling, Geschäftsführer der productware GmbH. „Im vorliegenden Fall, lag die Time-to-Prototyping, das heißt die Zeit von der ersten Anfrage bis Lieferung der Prototypen unter 20 Arbeitstagen.“