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Grundlagen des Die Bondens

1. Wafer-Bearbeitung

1. Wafer-Bearbeitung

Alles beginnt mit einer dünnen Scheibe, die Wafer genannt wird und in der Regel aus Silizium, manchmal aber auch aus Galliumarsenid, Quartz, Glas, Lithiumtantalat, Lithiumniobat usw. besteht. Nachdem Sie den wertvollen und vielfach geprüften Wafer in den Händen halten, wird eine Ausbeute von konfektionierten Chip-Rohlingen mit einem akzeptablen Ertrag, sagen wir einmal 98 % erwartet. Damit beginnt die Herausforderung.
2. Rahmen-Montage

2. Rahmen-Montage

Vor dem Zurechtschneiden des Wafers wird dieser mit der Rückseite auf eine flexible PVC-Klebefolie aufgebracht, wo er von einem Kunststoffring oder einem Metallrahmen gehalten wird.
3. Wafer-Montage

3. Wafer-Montage

Der Wafer wird für einige Stunden bei Raumtemperatur oder gar in einem Ofen aufbewahrt, um die Haftung zwischen Wafer und Klebefolie zu erhöhen. Der Markt bietet die unterschiedlichsten Folienwerkstoffe mit hoher Zug- und Dehnfestigkeit an, die von niedriger Haftung für grosse Rohlinge bis zu hoher Haftung für kleine oder Rohlinge schwer zu trennende Werkstoffen geeignet sind. Darüber hinaus existieren UV-empfindliche Folien, deren Klebeeigenschaften nach der Bestrahlung mit UV-Licht nachlassen, um das Lösen des Rohlings nach dem Aussägen zu erleichtern. Die Wafer-Montage erfolgt manuell oder automatisch mit oder ohne direkten Kontakt zur Vorderseite des Wafers. Durch die Regulierung von Druck und Temperatur erzielt man ein blasenfreies Aufkleben der Wafer.
4. Sägen der Wafer

4. Sägen der Wafer

Für das Trennen der Chiprohlinge werden Sägeblätter in unterschiedlichen Werkstoffen mit metallischer oder Kunstharz-Diamantbeschichtung in unterschiedliche Techniken verwendet: Im Einweg-Modus fährt das Sägeblatt in einem bestimmten Abstand über dem Wafer zurück. Im dualen Modus erfolgt das Trennen in beiden Richtungen. Im Mehrweg-Modus sind mehrere Durchgänge mit unterschiedlichen Schnitttiefen nötig, um den Wafer zu Vereinzeln. Die Kühlung des Sägeblattes muss sehr genau überwacht werden, um den vorzeitigen Verschleiss oder negative Auswirkungen auf den Wafer zu vermeiden. Genaue Überwachung von  Kühlmittel-Fluss und Menge wie auch  eine korrekt ausgerichtete Kühlwasserdüse  sind dazu nötig.
5. Spülen/Reinigen des Wafers

5. Spülen/Reinigen des Wafers

Viele Wafer-Schneidegeräte werden heutzutage mit einer in das System integrierten Reinigungseinheit geliefert. Gleich nach dem Aussägen wird der Wafer zur Reinigungsstation weiter transportiert, um das Antrocknen von Silikonstaub oder Flüssigkeitsrückständen auf der Wafer-Oberfläche zu vermeiden.
6. Die Picking

6. Die Picking

Nach dem Aussägen und Reinigen muss jeder einzelne Chip von der Plastikfolie abgezogen und in einen Zwischenträger eingesetzt werden – der aus einem Wafflepack, Gelpack, einem Band (Gurten) auf  einer Rolle etc. bestehen kann – oder er wird direkt auf das Substrat aufgebracht. Bestückungsmaschine und Die Bonder sind mit Auswerfnadeln versehen, die gegen die Rückseite des Chip drücken, um diesen durch Überwinden der Adhäsionskräfte vom Klebefilm zu lösen. Ein Vakuum Pick-up Werkzeug mit abgestimmter z-Achsen-Bewegung erfasst den Rohling, bevor dieser zu seiner Bond-Position weiter geleitet wird.
7. Epoxid-Dosierung

7. Epoxid-Dosierung

Pasten mit geeigneter Viskosität (je nach Anwendung höher oder niedriger) werden im Siebdruckverfahren, per Nadeldosierung, Stempeldruck oder das weniger bekannte Verfahren des Flüssigkeitsstrahlens aufgetragen.
8. Die Platzierung

8. Die Platzierung

Die Art und Weise, wie der Rohling am Pick-up Werkzeug fixiert wird sowie die Bond Parameter bestimmen Typ und Werkstoff des zu verwendenden Werkzeugs. Die Spitze des Pick-up Werkzeugs kann dabei austauschbar oder fest am Schaft installiert sein und aus Kunststoff, Gummi oder Metall bestehen. Einige der offerierten Lösungen eignen sich sicherlich auch für Ihre Anwendung.

9. Aushärten des Epoxidklebers

9. Aushärten des Epoxidklebers

Die Polymerisation oder Aushärtung des Klebers findet in separaten Öfen, Durchlauföfen oder mit Hilfe von UV-Strahlung statt. Die Trocknungszeiten können dabei je nach der chemischen Zusammensetzung des Klebers wenige Minuten oder mehrere Stunden betragen, damit der thermische Stress auf das Bauelement gering gehalten werden kann. Je nach Art des verwendeten Klebstoffs kann der Gewichtsverlust während der thermischen Behandlung 0 % bis 80 % betragen.
10. Draht Bonden

10. Draht Bonden

 
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