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Dr. Michael Töpper, IZM

»Im Packaging sind wir ganz vorne dabei!«


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Erhebliche Investitionen sind nötig

Das hört sich alles nach einer erheblichen Investition an, um die Panel-Level-Packaging-Linie überhaupt erst installieren zu können …

… was uns Dank der Mittel möglich war, die das Bundesministerium für Bildung und Forschung in die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland fließen ließ. So konnten wir die neuen Anlagen schon im Vorfeld des Projekts PLC2.0 installieren.

Von der Formverschiebung der Panels war bereits die Rede. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, dass die Panels sich – wiederum hervorgerufen durch die verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten – während der Prozessschritte aufgrund der verschiedene Temperaturen, bei denen sie ablaufen, verwölben. Was lässt sich dagegen tun?

Das ist ebenfalls ein Schwerpunkt von PLC2.0. Auf diesem Gebiet arbeiten wir mit Firmen im Bereich Debonding zusammen. Zum Beispiel hat die Firma ERS aus Germering bei München eine solche Debonding-Maschine entwickelt, die das Panel über seine gesamte Fläche gleichmäßig abkühlt und damit der Verwölbung sehr effektiv entgegenwirkt. Den Temperaturverlauf des Panels genau kontrollieren zu können ist übrigens auch bei der Platzierung der Dies mit den Positionsdaten, in denen die Die Shift schon berücksichtigt ist, ebenfalls sehr wichtig, sodass hier auch die Technik von ERS zum Einsatz kommen kann.

Welche weiteren Ziele hat sich das Projekt PLC2.0 gesetzt?

Zunächst besteht das Ziel des zweiten Konsortiums darin, eine Linienbreite von 2 µm zu erreichen. Wir wollen aber bis an die Grenzen der Fine-Line-Struktur gehen, zumindest bis auf einen Abstand von 1 µm. Dann treten verstärkt unerwünschte Effekte wie die Migration von Kupfer ins Dielektrikum auf. Diese Prozesse wollen wir genau untersuchen, um sie beherrschen zu können. Ich bin aber guten Mutes, dass wir 1 µm erreichen können.

Ist Deutschland mit der PLP-Linie des IZM in dieser Technologie führend?

Wir sind weltweit gesehen ganz vorne mit dabei, auch wenn wir noch nicht den Status erreicht haben, der alle Fragen der Hochvolumenfertigung beantwortet.

Wann rechnen Sie damit, dass eine erste kommerzielle Linie aufgebaut wird?

Über den Transfer in eine kommerzielle Fertigungslinie führen wir erste Gespräche. Die Fertigung könnte zunächst auf kleineren Panels starten, weil in Europa derzeit hohe Volumen noch nicht gebraucht werden. Aber die Technik ist aufgrund der hohen Performanz auch für spezielle Anwendungen sehr interessant. Und diese Firmen brauchen einen Fertiger in Europa.

In Asien hat Samsung die erste kommerzielle PLP-Linie in Betrieb genommen, um dort Chips herzustellen, die in die Smart Watch von Apple wandern.

Samsung hat sicherlich einen Vorsprung, weil das Unternehmen jetzt schon Erfahrungen aus der laufenden Fertigung sammeln konnte. Sehr groß ist der Vorsprung aber nicht.

Derzeit sind viele große IC-Hersteller eifrig damit beschäftigt, Fan-out-PLP-Techniken, aber auch andere Advanced-Packaging-Techniken von Heterogeneous Integration bis zu Chiplets zu entwickeln. Werden sie den Firmen, die heute das Packaging und den Test übernehmen wie ASE, Amkor und STATS ChipPAC, ihr Geschäft zum Teil wegnehmen?

Das ist eine gute Frage. Es könnte sein, dass die OSATs zwischen den IC-Herstellern und den Substrat-Herstellern zerrieben werden. Die kürzliche Ankündigung von Intel, die Leistungsversorgung der Chips über die Rückseite durchführen zu wollen, deutet auch an, dass sich die Packaging-Welt künftig verändern könnte. Dann wären Flip-Chips ohne zusätzliche Packaging-Prozesse gar nicht mehr möglich.

Fraunhofer IZM-ASSID, Halle B1, Stand 221

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Das IZM und Panel Level Packaging
Schon das erste Panel-Level-Packaging-Konsortium von 2016 bis 2019 hatte das Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM koordiniert. Der Fokus lag auf der gesamten Prozesskette von der Montage, dem Molding, der Verdrahtung, der Kostenmodellierung bis hin zur Standardisierung. Das zweite Konsortium wird noch bis einschließlich 2022 besonders auf die Die-Placement- und Embedding-Technologie für die ultrafeine Linienverdrahtung konzentriert.

An dieser internationalen Kooperation sind ebenfalls wieder 17 Industriepartner beteiligt: Ajinomoto Fine-Techno, Amkor Technology, ASM Pacific Technology, AT&S Austria Technologie & Systemtechnik, Atotech, BASF, Corning Research & Development, Dupont, Evatec, Fujifilm Electronic Materials U.S.A., Intel, Meltex, Nagase ChemteX, Rena Technologies, Schmoll Maschinen, Showa Denko Materials, (ehemals Hitachi Chemical Company) und Semsysco.


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