Kundengeschichte: Die Bonder für das Stapeln von Membranchips mit 1 µm Post-Bond-Genauigkeit

Ein hochgenauer Die Bonder von Finetech ermöglicht es dem Institut für Mikroelektronik in Stuttgart, fragile Membran-Chips mit einer Post-Bond-Genauigkeit unter einem Mikrometer aufeinander zu stapeln.

Das Institut für Mikroelektronik Stuttgart (IMS Chips) betreibt wirtschaftsnahe Forschung auf den Gebieten Silizium-Technologie, Anwenderspezifische Schaltkreise (ASIC), Nanostrukturierung und Bildsensorik und engagiert sich in der beruflichen Weiterbildung. Das Institut ist Partner kleiner und mittlerer Unternehmen insbesondere in Baden-Württemberg und arbeitet mit international führenden Halbleiterunternehmen und Zulieferern zusammen.

Bei einer neuen Anwendung lag eine Kernanforderung im Stapeln und Montieren mehrerer Membran-Chips, jeweils einige cm groß, mit sehr hoher Präzision übereinander. Nach dem Platzieren und Stapeln sollte die Post-Bond-Genauigkeit des Gesamtprozesses bei unter einem 1 µm liegen.

Das bisherige System, eine Eigenkonstruktion auf Basis eines alten 3-Zoll-Mask-Aligners, kam hier aufgrund fehlender Ersatzteile und mangelnder Flexibilität an seine Grenzen. So ließ sich der Objektivabstand nicht verkleinern, was die Zahl der übereinander gestapelten Membran-Chips limitierte. Die Bondkraft ließ sich nicht kontrollieren, was die fragilen Bauelemente gefährdete. Auch konnte der Kleber zum Verbinden der Chips nicht definiert aufgetragen werden und die Prozessstabilität insgesamt war nicht durchgängig gegeben.

Das neu anzuschaffende Montagesystem sollte daher weiterhin höchste Montage-Präzision gewährleisten, aber mehr Flexibilität hinsichtlich der verwendbaren Substrat- und Bauteilgrößen und -höhen bieten. Die Bondkraft sollte prozessgesteuert kontrolliert und in einem weiten Kraftbereich eingestellt werden können, zudem sollte das System die Möglichkeit besitzen, mit Hilfe eines Dispensers Kleber dosiert auftragen zu können.

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