Lötfrei verschweißt

Durch Ultraschalschweißen lassen sich Bonddruck und Temperatur reduzieren und der Bondprozess verbessern, was insbesondere in der Halbleiterherstellung vorteilhaft ist. So ermöglicht die lötfreie Die-to-Die-Bondtechnologie beim Flip-Chip-Bonden beispielsweise Area-Array-Verbindungen, indem das Verfahren die an der Unterseite eines ICs befindliche Array von Goldbumps mit vergoldeten Pads auf einem Substrat zusammenfügt.

Insbesondere bei diesem unkomplizierten, sauberen und trockenen Montageverfahren lässt sich das Thermokompressionsbonden (TSB) einsetzen.Das TSB-Verfahren startet mit einem auf einer beheizten Auflage befindlichen und durch Vakuum in Position gehaltenem Substrat. Ein Pick & Place-Werkzeug hält den Chip mit einer auf Thermosonic Bonding-Anwendungen ausgelegten Die Collet. Die Gold-Stud-Bumps werden mit dem Substrat kontaktiert, sobald der Chip durch ein Mustererkennungssystem auf das Substrat ausgerichtet ist. Ist die erforderliche Haftkraft erreicht, wird der Strom des Ultraschallschweißens für eine definierte Zeitspanne angelegt.
Die angebotene Vertikaltechnologie garantiert über den gesamten Z-Achsen-Hub hinweg eine stabile und genaue Koplanarität und Parallelität. In Kombination mit der Kraftkontrolle lässt sich auf jeder Höhe ein hervorragendes Verbindungsergebnis erzielen. Überdies ist es möglich, entscheidende Parameter wie Kraft, Temperatur und Leistung des Ultraschallschweißens als auch die Prozesszeit individuell zu programmieren.Eine zentrale Bedeutung kommt überdies der IP-Spannzange (Inverted pyramid (IP)) zu. Bei eingeschränktem Zugang zum Werkzeug bietet sich neben der meist für anspruchslose Aufgabenstellungen genutzten IP auch der Einsatz einer zusätzlichen Kanalspannzange (Channel type (CH)) an. Insbesondere dann, wenn diese an zwei Seiten des Spans auszurichten ist. Ob eine Spannzange für das TSB geeignet ist, lässt sich anhand diverser Faktoren aufzeigen. Etwa an der zyklischen Bewegung der Spannzange während des US-Prozesses, der empfindlichen Oberfläche des Chips und der Wärmeübertragung.
US-Power und Spannzangen lassen sich dank der nächsten Generation Thermosonic Bonding einsetzen und eine hervorragende Verbindung zwischen einem Chip und einem Substrat herstellen. Das eine exzellente Koplanarität und Parallelität entlang der Z-Achse bietende Pick & Place System gewährleistet somit exakt gebondete Chips.