Prozessentwicklung für mikroelektronische Komponenten

Das Einhüllen und finale Verdrahten der Komponenten ist einer der letzten Schritte in der Prozesskette zur Herstellung von elektronischen Bauteilen. In diesem Schritt werden fertig prozessierte und getestete Chips weiterverarbeitet. Diese Chips sind oft recht dünn und daher ausgesprochen fragil. Gleichzeitig werden andere Materialien eingesetzt wie Lote, Kleber, Silikonvergussmassen oder Kunststoffkomposite, die sich in den thermomechanischen Eigenschaften grundsätzlich von dem meist Si-basierten Chips unterscheiden.

Während der Herstellung sind die Komponenten unterschiedlichsten Spannungen und Belastungen ausgesetzt. Diese Lasten können nun direkt zum Bruch von Komponenten führen oder die Langzeiteigenschaften meist negativ beeinflussen.

Ein Bespielprozess zur Herstellung von dünnen Packages ist das sogenannte Einbetten in Leiterplatten. Durch diesen Prozess wird die ursprünglich passive Leiterplatte zu einem aktiven elektronischen Bauteil. In der Abbildung ist eine CT-Aufnahme eines Chips zu sehen, der mit einem vielstufigen Prozess in eine Leiterplatte eingebettet wurde. Jeder dieser Schritte verursacht bei der Fertigung und im Endprodukt Spannungen. Mit Simulationsmethoden und präzisen Materialmodellen gelingt es, diese Spannungen zu charakterisieren und zu studieren, um sie anschließend mit Design, Materialauswahl und der Prozessführung zu minimieren.

Kontakt: Elke Kraker

Die Herstellung von funktionalen Schichten und Nanodrähten für die Gassensorik auf CMOS-Chips erfordert besondere Prozesse, um die maximale zulässige Temperatur von 400°C nicht zu überschreiten. Am MCL werden dafür spezielle ultradünne Schichten (Metalloxide) mit Spraypyrolyse aufgebracht und Transfermethoden für Nanodrähte und Nanopartikel wie Spin-Coating, Stempelverfahren und Ink-Jetten gemeinsam mit Partnern zur Produktionsreife geführt. Die Spraypyrolyse ist ein Verfahren, bei dem eine Precurserlösung auf temperierte Substrate (bis zu 400°C) aufgesprüht wird, wodurch extrem dünne Metalloxidfilme abgeschieden werden können.

Kontakt: Anton Köck