革新的MEMSセンサの研究開発における新たな可能性

Shih-Wei Lin博士は、台湾の国立清華大学のWeileun Fang教授のマイクロデバイスラボラトリーの研究者であり、ダイボンディングのスペシャリストです。マイクロデバイスラボラトリーでは、IoT、携帯電話、スマートXなどの分野で使用される、例えば、MEMSマイクロフォンデバイスや高精度測定用の感圧センサといった、革新的なマイクロセンサーやアクチュエーターの設計、製造、テストを行っています。

Shih-Wei Lin博士いわく、これまで、マイクロデバイス研究所でのMEMSセンサやアクチュエーターのデモプロダクトやプロトタイプの製造は、顕微鏡とピンセットを使って手作業で行われていましたが、MEMS部品の小型化・高集積化が進む中、再現性に乏しく、多くの限界に直面していました。この状況を改善するため、Fang教授とLin博士そして研究チームは、ダイボンダーの検討を開始したのです。


“ゲームチャンジャ―”を探して

Lin博士は、1つのシステムで複数のボンディング方法が使え、かつ、プロセスの安定性や高精度、すべての開発ステップのトレーサビリティーを得ることができるダイボンダーに投資すれば、それはゲームチェンジャーになると考えていました。

NTHUはすでにファインテックのダイボンダーシステムを複数台所有しており、Lin博士はファインテックのシステムを使った経験も、台湾でファインテックの代理店を務めるシグマテックとコンタクトをとった経験もありました。そのため、Lin博士が考えた装置メーカー候補にファインテックが上がったことは当然でした。

幸運なことに、別の部署ではマイクロLEDボンディング用としてFINEPLACER®lambdaを使用していたため、マイクロデバイス研究所のチームは、この装置がMEMSの仕事に適しているかどうか、徹底的に検証することができました。結果的には、幅広い技術に対応し、サブミクロンの配置精度を持つFINEPLACER®ダイボンダーシステムは、その実力を十分に発揮しました。


シンプルであり独創的

評価結果に満足したFang教授とLin博士は、最近リリースされた改良型FINEPLACER® lambda2を、ソルダリング(ハンダ付け)および接着接合用の構成で購入することを決めました。そして、この新しいダイボンダーは期待を裏切ることはありませんでした。

FINEPLACER®lambda2は、1μm以内の搭載精度を実現しており、最も要求の厳しいMEMSアセンブリに理想的な装置です。しかし、それ以上に重要なことは、Lin博士がFINEPLACER®lambda2を使ってMEMSセンサやアクチュエーターを組み立てることを、非常に簡単でユーザーフレンドリーであると感じたことです。

マシンのセットアップはすぐに完了し、すぐに作業が開始できました。チップと基板のアライメントは非常に直感的です。フットスイッチで簡単に操作できるエアベアリング式のアライメントテーブルには、マイクロメータも付いており、アライメントテーブルを容易かつ正確に操作することができます。また、高解像度のビジョンアライメントシステムと組み合わせることで、チップと基板のアライメントは数秒で完了します。

Lin博士は、2段階のツールタッチダウンシーケンスの利点も挙げています。このシーケンスでは、まずプレースメントアームを降下位置まで降ろし、その段階ではボンディングツールとチップの間は決められたギャップが確保されています。その後、スライダコントローラ-を使って、静かに、かつ設定した接触荷重で、プレースメントアームが降下します。この機構により、ボンディングツールの急なタッチダウンによる荷重のオーバーシュートを防ぐことが可能となり、壊れやすいMEMS部品を扱う際に非常に役立っています。

また、以前の開発環境とは異なり、高性能なボンディングソフトウェアIPM Commandは、MEMSアセンブリプロセスにおける100%の再現性を提供し、プロセスの修正も容易です。これを補助しているが、側方に取り付けられたプロセスビデオモジュールであり、これによってプロセスをその場で観察し、視覚的なフィードバックを即座に得ることができます。

加えて、Lin博士は、ファインテックが特注の加熱・非加熱のボンディングツールを提供していること、そして、それらのツールは対応可能なアプリケーションの幅をさらに広げ、将来の開発に多くの可能性を提供していること、この事実を好感しているそうです。

「FINEPLACER®のlambda2の操作は極めて簡単です。そのアライメント原理は独創的で、全体のプロセス時間が大幅に短縮されました。」

Dr. Shih-Wei Lin
Micro Device Laboratory of the National Tsing Hua University, Taiwan
営業担当窓口 Stephen McDonough

Finetech USA/East Coast
+1 603 627 8989
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