IGF-Projekt - 15462 N - Chipumspritzen - Mikroaufbautechnik am ...
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<strong>IGF</strong> Vorhaben Nr. <strong>15462</strong>N<br />
Zus<strong>am</strong>menfassung<br />
Das Ziel des Vorhabens war die Erarbeitung von Grundlagen zu einem neuen Verfahren<br />
zum Umspritzen von Nacktchips mit einem laseraktivierbaren Thermoplasten und dem<br />
anschließenden Aufbau der elektrischen Umverdrahtungsstruktur durch volladditive<br />
außenstromlose Metallabscheidung. D<strong>am</strong>it sollte eine Vereinfachung der Prozesskette zum<br />
Aufbau von Halbleiterchips auf spritzgegossenen multifunktionalen 3D-Packages erreicht<br />
werden.<br />
Zu Beginn des <strong>Projekt</strong>s wurde ein Demonstrator sowie geeignete Testchips mit Strukturen<br />
für Daisy-Chain und 4-Leiter-Messungen entworfen. Das Sägelayout des Wafers wurde so<br />
gestaltet, dass Chips mit unterschiedlicher Größe hergestellt werden konnten.<br />
Parallel dazu wurde ein Werkzeugkonzept für eine Vertikalspritzgießmaschine erarbeitet.<br />
Dabei war vorgesehen, dass die Chips manuell in das Werkzeug eingelegt werden.<br />
Begleitend dazu wurden umfangreiche Simulationen zu verschiedenen Anspritzsituationen<br />
hinsichtlich Füllverhalten, Chipfixierung, Einfallstellen etc. durchgeführt. Basierend auf den<br />
Ergebnissen wurde ein Spritzgusswerkzeug mit Filmanguss aufgebaut. Bei ersten<br />
Spritzgussversuchen wurden Rissbildungen im Chip beobachtet. Daraufhin wurde der<br />
Werkzeugeinsatz überarbeitet und geeignete Freistellungen im Bereich der Chipauflagefläche<br />
eingebracht. Weiterhin wurde der Einsatz so modifiziert, dass möglichst geringe<br />
Wandstärken des Thermoplasten über dem Chip realisierbar sind. Durch die Modifikation<br />
des Werkzeugeinsatzes konnten nach Optimierung des Spritzgießprozesses Chippackages<br />
ohne erkennbare Risse im Chip realisiert werden.<br />
Querschliffe von umspritzten Chippackages haben gezeigt, dass teilweise kein Verbund<br />
zwischen Chip und Thermoplast vorhanden war. Durch den Einsatz von silanbasierten<br />
Haftvermittlern auf der Chipoberfläche konnte keine Verbesserung erreicht werden.<br />
Zur Laserstrukturierung der Chippackages sowie zum Laserbohren der Vias zu den<br />
Chippads wurden umfangreiche Untersuchungen durchgeführt. Die Laserbohrpar<strong>am</strong>eter<br />
wurden in Hinblick auf eine zuverlässige Öffnung der Chipkontakte ohne eine Schädigung<br />
der Padmetallisierung optimiert. Die Positionierung der Vias auf die Chipkontakte war mit der<br />
erforderlichen Genauigkeit möglich. Nach dem Laserprozess wurden verschiedene Varianten<br />
zur Reinigung untersucht, wobei sich gezeigt hat, dass mittels CO 2 - Schneestrahlreinigung<br />
die besten Ergebnisse erreicht wurden. Beim anschließenden außenstromlosen<br />
Metallisierungsprozess wurden verschiedene Anströmsituationen untersucht. Es hat sich<br />
gezeigt, dass nur eine direkte Anströmung der Sacklöcher zu einer zufriedenstellenden<br />
Metallisierung der Vias führt. Der Einsatz von Gestellrüttlern während des<br />
Metallisierungsprozesses hatte keinen Einfluss. Mit optimierten Prozesspar<strong>am</strong>etern konnten<br />
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