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Thermokompression
Thermokompressionsbonden ist beim Drahtbonden und Flip-Chip-Bonden einsetzbar. Die Anschlüsse müssen dafür aus duktilem Material bestehen, z.B. Stud Bumps hergestellt aus Golddrähten. Diese werden entweder auf dem Substrat oder dem Bauteil aufgebracht. Gegenüber dienen flache Kontakte, vorzugsweise aus demselben Material, als Verbindungspartner.
Ohne dass das Material der Anschlüsse aufgeschmolzen werden muss, erzeugt ein Thermokompressionsprozess eine stoffschlüssige Verbindung mit ausreichender mechanischer Festigkeit, Stabilität und guter elektrischer Leitfähigkeit. Insbesondere im Zusammenhang mit Flip Chip Bonding verbessert dieser Prozess die RF-Eigenschaften der Verbindung.
Stud Bump aus Gold, 300-fache Vergrößerung, ø ≈ 50 µm
Was sind die Herausforderungen?
- Gleichzeitig Kraft und Wärme auf das Bauteil einwirken lassen
- Versteifter Substratheizer, um Bondkräfte ohne Deformation zu absorbieren
- Wärmebedingter Drift der beheizten Fläche über eine große Temperaturspanne verhindern (erfordert intelligente Stützelemente in Verbindung mit wärmeausgleichenden Materialen)
- Thermisch und mechanisch stabile Chipheizung
- Konstante, fein auflösende Steuerung der Bondkraft, um auch sehr dünne und brüchige Materialien sowie große Bauteile mit vielen Bumps bonden zu können
- Parallelität im Mikrometerbereich zwischen Bauteil und Substrat gewährleisten (benötigt angepasstes Tooling bzw. Sensoren und Aktivatoren, um kleinste Abweichungen zu ermitteln und auszugleichen)
Die Finetech Lösung
Das Prinzip des Thermokompressionsbondens
Das Prinzip des Thermokompressionsbondens
Um eine Verbindung mit Thermokompression herzustellen, müssen Bauteil und Substrat zunächst auf ca. 300°C geheizt und anschließend für ca. 0,5 s mit definierter Bondkraft gegeneinander gedrückt werden. Nach dem Prinzip des Diffusionsschweißens entsteht eine sofort belastbare Verbindung.
Typische Prozessparameter für Thermokompression
Stud Bumps auf einem Gold-Layer
Gold (Au):
T = 200 … 320ºC
F = 0.1 … 0.7 N/Bump
Indium (In):
T > 60ºC
F = 0.02 N/Bump
Integriertes Prozessmanagement (IPM)
Integriertes Prozessmanagement (IPM)
Prinzip der Prozessgas-Einbindung
Software für Bonding
Das Integrierte Prozessmanagement (IPM) ist das Herzstück eines FINEPLACER® Bondsystems - dort, wo alles ineinandergreift. IPM ist dabei mehr als bloßes Wärmemanagement. Es überwacht und synchronisiert alle Prozessmodule und daran gekoppelte Parameter:
- Gesteuerte und präzise ausbalancierte Interaktion von Ober- und Unter(vor)heizsystemen und Kühlung
- Steuerung von Temperatur, Zeit, Kraft, Leistung, Energie, Fluss
- Kontrollierte Einbindung von Prozessgasen
IPM ist hochkomplex, gleichzeitig ganz einfach zu bedienen. Über die grafische Benutzeroberfläche der Betriebssoftware hat der Anwender die perfekte Kontrolle über alle benötigten Einstellungen. Per Drag 'n Drop können ganz einfach Temperaturrampen gezogen oder Prozessmodule (de-)aktiviert werden. Alle Einstellungen werden im selben Profil hinterlegt, was eine besonders intuitive Arbeit gewährleistet.
Die Betriebssoftware bietet eine mitwachsende Profilbibliothek für jede Art von Prozessen. Darüber hinaus ermöglicht sie umfangreiche Data-Logging-Funktionen zur statistischen Prozesskontrolle.
In Verbindung mit der Fähigkeit zum systemübergreifenden Prozesstransfer ist das Prozessentwicklung, wie sie einfacher nicht sein kann.
Empfohlene Bondsysteme
FINEPLACER® femto
Automatischer Sub-Micron Die Bonder
FINEPLACER® matrix ma
Halbautomatischer Die Bonder
FINEPLACER® lambda
Flexibler Sub-Micron Die Bonder
FINEPLACER® pico ma
Vielseitiges Die Bonding System
FINEPLACER® pico ama
Automatischer Flip Chip Bonder
FINEPLACER® Bondsysteme unterscheiden sich hauptsächlich in ihrem
- Automatisierungsgrad
- der optische Auflösung und der
- Platziergenauigkeit
Informieren Sie sich hier über unsere Produktpalette oder wenden Sie sich direkt an Ihren Finetech Ansprechpartner, um gemeinsam das für Sie optimale Equipment zu finden.