Chipmontage
Bei der Chip-on-Board-Montage werden ungehäuste Halbleiterbauteile direkt auf ein Substrat zu einer elektronischen Baugruppe assembliert. Die einzelnen Bauteile werden danach mit Hilfe verschiedener Verfahren mit dem Substrat oder direkt miteinander elektrisch verbunden. Mit der «Chip-and-Wire» Technik wird der Chip in einem ersten Schritt durch «Die bonding» auf ein Substrat bestückt und in einem weiteren Schritt mittels «Wire bonding» mit dem Substrat elektrisch kontaktiert. Alternativ ermöglicht es die «Flip Chip» Technik den Chip über Kontaktflächen durch einen anisotrop leitenden Kleber («ACA bonding») oder durch Löten direkt mit dem Substrat elektrisch zu verbinden.
Die Vorteile der Chip-Technologie sind die hohe Integrationsdichte und die freie Gestaltung der Baugruppe. So können z.B. Hochleistungs-LED Module sehr kompakt aufgebaut werden, was mit vorverkapselten LED Modulen nicht möglich ist. Durch die Kombination von Chips mit verschiedenen Funktionen zu einem System, dem sog. «System in Package» können auf engstem Raum komplexe Schaltungen realisiert werden. Durch das Aufstapeln von Chips («Stacked Dice Packaging») wird zudem auch in der dritten Dimension eine hohe Integrationsdichte erreicht.
Ein weiterer Vorteil betrifft die Taktfrequenzen bei Hochfrequenzanwendungen, wie z.B. bei RFID Systemen. Im Vergleich zu klassischen SMD Baugruppen, können Dank der Chip-Technologie kürzere elektrische Verbindungen zwischen Chip und Substrat bewerkstelligt werden. Auf COB-Technologie basierende Schaltungen können daher bei höheren Taktfrequenzen betrieben werden als auf SMD- Technologie basierende.
Als Ideal erwies sich die Chip-Technologie während der Entwicklungsphase von Halbleiterchips. Oft sind neu entwickelte Chips in verkapselter Form auf dem Markt noch nicht, oder wegen der geringen Produktionsmenge, nur unverkapselt erhältlich.
Anwendungen
- Hochleistungs-LED Module mit gemischter Bestückung aus LED Chip und/oder weiteren Bauteilen, wie z.B. Schutzdioden und Dämpfungs-Komponenten.
- Sensor- und Aktuator Systeme mit Analog-, Logik- und Leistungskomponenten
- MEMS
- CMOS Kamera Module
Typische Chipmontage Prozesse
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Die Bonden
Das «Die– respektive Chipbonden» ermöglicht es, Bauelemente wie integrierte Schaltungen, Sensoren, MEMS, optische Sensoren auf eine Leiterplatte zu platzieren. Beim Die bonden wird in der Regel ein elektrisch leitend oder isolierender Kleber mittels Dispens-, Jet-, Stempel- oder Dip-Technik aufgebracht, bevor in einem zweiten Schritt das Bauteil mikrometergenau platziert wird. Als letzter Schritt folgt je nach Klebstoff das Aushärten thermisch in einem Ofen, mittels Heat-Sealing, oder unter UV-Licht.
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Wire Bonden
Mit Drahtbonden „Wire bonding“ wird in der Chip-On-Board Technologie eine Verbindungstechnik bezeichnet, bei der mittels dünner Drähte die Anschlüsse (Pads) einer integrierten Schaltung (IC) mit dem Substrat verbunden werden. Es gibt eine Reihe von verschiedenen Draht-Bond-Verbindungsverfahren, mit und ohne den Einsatz von Ultraschall.
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Plasmachemische Reinigung
Die Plasmareinigung ist eine in der Halbleiterindustrie etablierte Technologie zur Reinigung und Modifizierung von Oberflächen. Je nach angewandter Technologie der Plasmaerzeugung, geschieht die Reinigung überwiegend physikalisch, d.h. durch Beschuss der Oberfläche mit Ionen hoher kinetischer Energie oder chemisch, durch Bildung von flüchtigen Verbindungen zwischen Ionen und Radikalen des Prozessgases mit Verunreinigungen auf der Oberfläche.