Chipmontage auf MID (Molded Interconnect Device) – Ein Weg zu ...

Abb. 2: Testchip gebondet mit 33 µm dickem Al-Drahtauf metallisiertes MID-Substratund LSS-Verfahren wird der entsprechende Kunststoffdirekt chemisch aktiviert und metallisiert, was die Erzeugungbondbarer Schichten mit genügend kleiner Rauigkeiterlaubt. Abbildung 2 zeigt einen Testchip, welcherauf ein derart metallisiertes MID-Substrat geklebt undanschließend mit dem US-Verfahren mit 33 µm dickemAl-Draht gebondet wurde.Beim Drahtbonden bringt die Verwendung von Spritzgussteilenals Montagesubstrate auch Vorteile, wie dasBeispiel in Abbildung 3 demonstriert. Es können z.B.einfach Kavitäten erzeugt werden, in welchen die Chipsmechanisch gut geschützt sind und der Glob Top einfachund platzsparend aufgebracht werden kann. Glob Top istdas Vergussmaterial, mit welchem Chip und Bonddrähteeingegossen werden, um diese zu stabilisieren und zuschützen. Bei planaren Substraten ist dazu häufig einZweischrittverfahren notwendig, bei dem um den Chipherum zuerst ein Damm aufgebracht wird, welcher danndas weite Zerfließen des über den Chip und Drähte verteiltenGlob Tops verhindert.NCA-FLIP-CHIPBei den Flip-Chip-Techniken wird der Chip umgedreht,und die dann auf der Unterseite liegenden elektrischenAnschlüsse direkt mit den geometrisch korrespondierendenLeiterbahnen verbunden. Die mechanische Befestigungmuss somit im gleichen räumlichen Bereich wiedie elektrischen Verbindungen erfolgen. Bei den meistenVerfahren (Löten und ICA = Isotropic Conductive Adhesive,isotrop leitender Klebstoff) erfolgen die beiden Schrittegetrennt, indem zuerst die elektrischen Verbindungendurch kleine Hügel aus Lot oder leitfähigem Kleber erzeugtund im Prozess (löten oder aushärten) die Kontaktehergestellt werden. Im zweiten Schritt werden dann Chipund Anschlüsse mit einem Underfill noch mechanischstabilisiert und geschützt. Beim ACA- und NCA-Prozess(ACA = Anisoptropic Conductive Adhesive, Anisotropleitender Klebstoff und NCA = NonConductive Adhesive,Nichtleitender Klebstoff) sind diese zwei Schritte ineinem vereint, indem der auf der gesamten Chipflächeaufgebrachte Kleber beim Aushärteprozess beide Funktionenerzeugt. In beiden Fällen sind elektrische leitendeErhöhungen (Bumps) auf den Chippads und/oder den Leiterbahnennotwendig, um die elektrische Kontaktierungzu gewährleisten. Beim ACA-Prozess enthält der Kleberwenige leitfähige Partikel, welche nur dort zu einer leitfähigenVerbindung führen, wo sie beim Montageprozessdurch die Bumps ‚eingeklemmt’ werden. Der NCA ist einelektrisch nicht leitender Kleber, welcher beim Aushärtenmit Druck und Wärme den direkten mechanischenund elektrischen Kontakt der Bumps zur Gegenmetallisierunggewährleistet.Abb. 3: Drahtgebondeter Chip in der Vertiefungeines Spritzgussteils, welches gleichzeitig noch Justierhilfen(Noppen links) für weitere Montageschritte aufweistAbb. 4: Si-Testchip mit Au Stud-Bumps auf AnschlusspadsHARTING tec.News 13-I-2005