Neue Aufbau- und Verbindungstechnik
»Flip Chip Bonden« auf fast allen Substraten
Durch einen neuartigen Klebe-Lötprozess ist Würth Elektronik in der Lage, Flip-Chips auf unterschiedliche Leiterplattensubstrate zu setzen – sogar auf Polyimid-Folien und Liquid Crystal Polymer.
Bei dem ESC-Verfahren (Encapsulated Solder Connection) werden die Chips mit dem »Gesicht« nach unten exakt verlötet und gleichzeitig verklebt. Der Vorteil ist, dass sich dieser Prozess für unterschiedliche Substrate eignet, angefangen bei Glas, über FR4, bis hin zu flexiblen Materialien.
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Von »Flip Chip Bonden« spricht man, wenn der umgedrehte Chip – also der Flip Chip – montiert wird, und in diesem Fall mittels Thermokompressionsbondtechnik in einen anisotrop leitfähigen Kleber gesetzt wird, der kleinste Lotpartikel enthält. Ein kurzzeitiges Aufheizen des Klebers bringt die Lotpartikel zum Schmelzen und führt zu einer echten Verlötung zwischen den Kontakten des Chips und dem Substrat. Somit wird der elektrische Kontakt hergestellt. Gleichzeitiges Aushärten des Epoxidharzklebers fixiert den Flip Chip zusätzlich. Roland Schönholz, verantwortlich für die Bond-Technologien bei Würth Elektronik, führt aus: »Ein zusätzlicher Underfill-Prozess ist hier nicht erforderlich. Die hohe Platziergenauigkeit und die fein abgestimmte Dosierung der Bondkraft ermöglichen es, selbst extrem spröde Substrate problemlos zu verarbeiten.«
Eine Voraussetzung für das »Flip Chip Bonden« sind allerdings Chips, die »Gold Stud Bumps«, galvanische Bumps oder ähnliche Kontaktierungen aufweisen sollten. Der Vorteil, der sich dann ergibt: Der Anwender kann aus einer Vielzahl an Substraten auswählen – erhält also ein hohes Maß an Flexibilität. Entscheidend ist letztendlich eine lötfähige Endoberfläche auf dem Substrat. Würth Elektronik kann diesbezüglich mit allen gängigen Oberflächen, wie chemisch Silber, chemisch Zinn, ENIG (Electroless Nickel Immersion Gold) oder ASIG (Autocatalytic Silver Immersion Gold) Erfahrungen vorweisen.
Des Weiteren habe das Unternehmen Flip Chip Bonden bereits im Zusammenhang mit der neuen Lasercavity-Technik, bei der Würth Elektronik eine Pionierrolle übernommen hat, in der Praxis erprobt. Lasercavity ist eine Kombination aus der Laserbearbeitung von Leiterplatten – bekannt aus der Microvia-Technologie – und dem Thermokompressions-Bonden. Aus diesen beiden etablierten Verfahren entstehen so genannte Lasercavities, in die Flip Chips integriert werden.
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