Chipmontage auf MID (Molded Interconnect Device) â Ein Weg zu ...
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Abb. 2: Testchip gebondet mit 33 µm dickem Al-Draht<strong>auf</strong> metallisiertes <strong>MID</strong>-Substratund LSS-Verfahren wird der entsprechende Kunststoffdirekt chemisch aktiviert und metallisiert, was die Erzeugungbondbarer Schichten mit genügend kleiner Rauigkeiterlaubt. Abbildung 2 zeigt einen Testchip, welcher<strong>auf</strong> ein derart metallisiertes <strong>MID</strong>-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 <strong>auf</strong>gebracht werden kann. Glob Top istdas Vergussmaterial, mit welchem Chip und Bonddrähteeingegossen werden, um diese <strong>zu</strong> stabilisieren und <strong>zu</strong>schützen. Bei planaren Substraten ist da<strong>zu</strong> häufig einZweischrittverfahren notwendig, bei dem um den Chipherum <strong>zu</strong>erst ein Damm <strong>auf</strong>gebracht 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 <strong>auf</strong> 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 <strong>zu</strong>erst 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 <strong>auf</strong> der gesamten Chipfläche<strong>auf</strong>gebrachte Kleber beim Aushärteprozess beide Funktionenerzeugt. In beiden Fällen sind elektrische leitendeErhöhungen (Bumps) <strong>auf</strong> den Chippads und/oder den Leiterbahnennotwendig, um die elektrische Kontaktierung<strong>zu</strong> gewährleisten. Beim ACA-Prozess enthält der Kleberwenige leitfähige Partikel, welche nur dort <strong>zu</strong> 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 <strong>zu</strong>r Gegenmetallisierunggewährleistet.Abb. 3: Drahtgebondeter Chip in der Vertiefungeines Spritzgussteils, welches gleichzeitig noch Justierhilfen(Noppen links) für weitere Montageschritte <strong>auf</strong>weistAbb. 4: Si-Testchip mit Au Stud-Bumps <strong>auf</strong> AnschlusspadsHARTING tec.News 13-I-2005