Na konferenci IMAPS flash 2017 byly představeny nové materiály a postupy

Ve dnech 9. a 10. 11. 2017 se uskutečnil v Brně již třetí ročník mezinárodní konference IMAPS flash 2017, pořádaný českou a slovenskou sekcí mezinárodní společnosti pro mikroelektroniku a pouzdření IMAPS ve spolupráci s výzkumnou institucí CEITEC a Ústavem mikroelektroniky FEKT Vysokého učení technického v Brně. Na konferenci bylo prezentováno celkem 28 příspěvků a uskutečnil se také workshop s praktickou demonstrací na téma „Kontaktování polovodičových čipů“ pořádaný firmou PBT Rožnov pod Radhoštěm. Kromě 16 příspěvků mladých vědců a studentů zde přednášelo dvanáct odborníků a expertů z vědecké a průmyslové sféry k následující tematice:

Jakost pájených spojů – hlavní faktory Dr. Heinz Wohlrabe z TU Dresden se zabýval hlavními vlivy a jejich korelacemi na jakost pájených spojů a omezení jejich poruchovosti. Prezentoval výsledky dlouhodobého výzkumu, kde se ukázalo, že správná volba typu pájecí pasty spolu s povrchovou úpravou DPS jsou základní předpoklady pro úspěšný proces pájení.

Inovace v šablonovém tisku – nové HiTech materiály bylo představením špičkových technologií firmy Christian Koenen v oblasti nanášení pájecích past (Ing. Miloš Drlík z firmy IMT v zastoupení pana Clause Schulze ze společnosti CK Koenen). Kromě správného výběru typu šablony byl představen nový typ šablony CK Nanovate Nickel stencil, která je vysoce přesná a zcela ohebná bez narušení, což vytváří předpoklady pro výrobní proces s bezchybnou depozicí pájecí pasty (zero defect strategy).

Optodrilling – nová metoda pro vrtání otvorů (Hana Kamenská z ASYS Group) představuje vysoce přesnou technologii pro osazování LED i dalších optických komponent, což je aktuální např. v automobilovém průmyslu. Zde musí být optické komponenty montovány s vysokou přesností ve všech osách, např. proto, aby rozpoznaly světla protijedoucích automobilů a přepnuly tak automaticky dálková světla na potkávací. A takovou přesnou montáž optických komponent právě nová metoda osazování umožňuje.

Aplikace lepidel v moderní mikroelektronice (doc. Pavel Mach z ČVUT v Praze) bylo představením aplikační oblasti vodivých lepidel jako alternativy k bezolovnatým pájecím slitinám. Byly demonstrovány výsledky testů mechanických a elektrických vlastností ve srovnání s pájecí pastou Sn95Ag5.

Problematika čištění DPS s moderními součástkami (Ing. Vladimír Sítko z PBT Works Rožnov pod Radhoštěm) byla dokonalou analýzou procesu čištění, který je dnes již v převážné většině aplikací elektroniky nezbytný, pokud mají být splněny požadavky na její spolehlivost a životnost. Bylo poukázáno na nový způsob hodnocení čistoty DPS zaváděný právě do norem IPC, kde namísto měření iontové kontaminace je vyžadováno měření SIR na modelových DPS ve ztíženém prostředí. U moderních DPS je stále obtížnější přístup pod součástky, kde právě mohou zbytkové nečistoty způsobovat degradaci a poruchy, a proto hraje stále významnější roli diagnostika procesu čištění. Právě proto PBT Works nabízí metody, jak udržet podmínky procesu čištění stabilní.

Kam kráčí moderní optoelektronika (doc. František Urban, Network Group/ VUT Brno) bylo perfektní demonstrací využití optoelektroniky z pohledu technologického pokroku v jejích dvou oblastech, ve fotonice a elektrooptice. Bez těchto oblastí si nelze představit dnešní telekomunikační a senzorovou techniku. V telekomunikacích to je vývoj a využití extrémně koherentních DFB QW polovodičových laserů využívajících vícenásobnou modulaci, která umožňuje přenos signálu v řádu Tbps (trilion bitů za sekundu). Revolučním pokrokem v oblasti snímačů je vývoj a výroba optických zdrojů (polovodičové UV lasery), což otevírá cestu k ekonomické miniaturizaci založené na principu nepřekrývajících se spekter prvků v UV oblasti. Druhým revolučním krokem je pak využití difrakčních, vlnovodných a rezonančních mikrostruktur uvnitř optických vláken.

Vývoj aktivních polovodičových součástek (prof. Vladislav Musil, Vysoké učení technické v Brně) bylo nejen retrospektivou dosavadního vývoje aktivních polovodičových součástek a představením aktuálních pokrokových struktur a trendů včetně zvyšování integrace. Byl zmíněn také výzkum a návrh nových nanoelektronických struktur a shrnut vývoj v procesorech až po špičkový typ s rozlišením 10 nm (Cannon Lake) a na závěr byly uvedeny některé důsledky mikroelektronických inovací pro podniky a trh, což má za následek i nutnost změn ve stylu řízení a podnikání včetně plánování výrobního programu a zabezpečování výroby.

Perspektivní pasivní součástky – kondenzátory (Ing. Tomáš Zedníček, Ph.D., European Passive Components Institute) nastínil vývoj v oblasti pasivních součástek pro elektroniku a objasnil současnou situaci na trhu charakterizovanou dlouhými dodacími lhůtami způsobenými výrobci pasivních součástek, kteří reagují na prognózy o vývoji elektronických obvodů a systémů směřujících k inovačním technologiím s novými typy pouzdření. Druhá část byla zaměřena na kondenzátory, kde byly představeny kondenzátory vrstvové, keramické, tantalové, hliníkové a také superkondenzátory, včetně jejich vlastností předurčujících oblast použití.

Tištěná elektronika a senzory doc. Tomáš Blecha, ZČU Plzeň, představil oblast tištěné elektroniky, která se začíná stále více prosazovat do různých aplikačních oblastí, čehož důkazem je i již pravidelně pořádaný veletrh LOPEC (v příštím roce 13. a 14. 3. v Mnichově). V příspěvku byly prezentovány jak technologie, tak i dostupné aplikace, kterými jsou nejen pasivní a aktivní prvky včetně diod OLED, ale i antény, zdroje a široká oblast senzorů. Bylo demonstrováno využití tlustovrstvových technologií pro oblast výkonových aplikací, kde je perspektivní také využití Cu vrstvy o tloušťce až 300 μm na keramickém substrátu, což umožňuje velmi dobrý odvod tepla.

Výhledy elektroniky ve světě Ing. Milan Klauz, DPS od A do Z, podal přehled o vývoji elektroniky ve světě z pohledu výroby, polovodičů a DPS. Z údajů je patrné dominantní postavení telekomunikační techniky následované výpočetní technikou a automobilovým průmyslem. V oblasti polovodičové výroby i výroby DPS jasně dominuje Asie (Tchaj-wan, Jižní Korea, Čína/Hongkong), v Evropě pak více než 50 % výroby DPS spadá do Německa a Rakouska. Tato přednáška byla zpracována na základě osobního setkání autora s panem Walterem Custerem z Custer Consulting Group na konferenci EIPC v Birminghamu v červenci 2017.

Technologie pro vesmírné aplikace Ing. Marek Šimčák, Ph.D., Czech Space Research Centre, podal přehled o požadavcích a úskalích obvodového hardwaru, který je řešen pro vesmírné aplikace. Technologie pro vesmírné využití jsou charakterizovány celou řadou specifických požadavků, které musí být plněny v celém průběhu výroby. To se týká výběru komponent, provádění technologických procesů včetně kontrol, které musí splňovat normy European Space Agency a také přísně dodržovat časový plán pro koordinace dílčích etap.

Software pro simulace v průběhu návrhu zařízení (Ing. Pavol Cabúk, Ph.D., TU Košice) je představením nového přístupu k návrhu moderních elektronických zařízení, které se vyznačují miniaturizací a stále vyšší komplexností. Předejít nepředvídaným problémům lze právě využitím simulačních nástrojů, což sníží náklady a zkrátí čas v celém životním cyklu (vývoj – návrh – výroba – používání). Otázkou je, jak zvolit správný software a jak je tento přesný. Zde je třeba si uvědomit, že přesnost výsledků simulace závisí na řadě faktorů, a především na tom, jaká vstupní data zadáváme. Jako příklad byla uvedena hierarchie teplotní simulace a jejích pět úrovní (čip, DPS, součástky, subsystém, výrobek).

Jak publikovat (Ing. Milan Klauz, DPS od A do Z) je praktickým návodem, jak připravit odborný text pro publikování v časopise DPS od A do Z, a to v šesti základních krocích. Kontrola článku, jazyková korekce, sazba článku, kontrola sazby, sesazení do daného čísla a zhotovení finálního tiskového pdf jsou jednotlivé kroky vyžadující vyřešení řady problémů, jako jsou např. rozlišení obrázků a text uvnitř, popis obrázků atd.

Dále bylo prezentováno 14 příspěvků mladých vědeckých pracovníků a studentů, jejichž cílem je mimo jiné propojit technické vysoké školy s průmyslem, což je i jedním z poslání IMAPS, které plnohodnotně funguje v USA a Asii. Abstrakty prezentací jsou uvedeny ve sborníku konference.

Součástí konference byl také workshop na téma „Kontaktování polovodičových čipů“, který pořádal PBT Rožnov pod Radhoštěm ve spolupráci s Ústavem mikroelektroniky Vysokého učení technického v Brně. Účastníci tak měli možnost se teoreticky i prakticky seznámit s technologií montáže holých čipů přímo na substrát, k čemuž byla vydána i první publikace na toto téma v českém jazyce.