Vakuumfreie Verarbeitung – Openair-Plasma® eröffnet neue Potenziale bei der Herstellung von Halbleitern

Silicium-Wafer, Chips und Hochleistungshalbleiter stellen die empfindlichsten elektronischen Bauteile dar. Parallel mit der Entwicklung dieser Technologien hat sich die Niederdruck-Plasmatechnik als Fertigungsverfahren etabliert.

 

Die Weiterentwicklung des Openair-Plasma® verfahrens unter Atmosphärendruck eröffnet hier insbesondere durch die Automatisierbarkeit ganz neue Potenziale. Für die Plasmabehandlung – z.B. bei der Reinigung von Wafern oder dem Chip-Bonding – ist kein Vakuum mehr notwendig, die Prozessabläufe können stark vereinfacht werden.

Nano-Plasmareinigung von Silicium-Wafern

Das erste Bauteil bei der Wafer-Herstellung ist ein Block aus Halbleitermaterial. Dieser wird geschnitten (zersägt) und anschließend chemisch/mechanisch poliert, bis die erforderliche Oberflächenrauhigkeit von wenigen Nanometern erreicht ist.

 

Im folgenden Arbeitsschritt wird Openair-Plasma® als sehr effizientes und einfaches Verfahren zur Feinst-Reinigung dieser Nanostrukturen eingesetzt. Sämtliche Kohlenwasserstoffe und Partikel werden zu 100% entfernt. Die Fehlerquote kann durch die Openair-Plasma® Reinigung signifikant gesenkt werden.

Sichere Verbindungen – zuverlässiges Wire-Bonding durch Plasmareinigung der Kontaktflächen

Nach dem Erstellen und Separieren der Chips folgt die Konfektionierung, das Einbauen in eine Leiterkarte und darauf folgend in ein Gehäuse. Dabei entscheidet die sichere Verbindung (Wire-Bonding) von Chip und umgebender Leiterkarte (Leadframe) über das sichere Funktionieren der integrierten Schaltung. Das Wire-Bonden wird üblicherweise im Ultraschallverfahren durchgeführt. Für diesen Prozessschritt ist es entscheidend, dass die Kontaktflächen nicht verunreinigt sind.

 

Die trockene Feinstreinigung durch Openair-Plasma® Behandlung beseitigt zuverlässig alle Verunreinigungen und Rückstände von Kohlenwasserstoffen. Das Resultat sind sichere Verbindungen und signifikant sinkende Fehlerraten.

Zuverlässiges Chip-Bonding auf Leiterkarten

Zur kostengünstigen Fertigung von Leiterkarten werden die Bauteile im Flow-Verfahren kontaktiert. Moderne Verfahren arbeiten dabei bleifrei. Dieses sogenannte „Schwalllöten“ erfordert jedoch eine höhere Temperatur des Lötbades. Damit einher gehend werden hohe Anforderungen an die Haftung der Bauteile zur Leiterplatte gestellt.

 

Durch die Oberflächenaktivierung der Bauteil-Oberflächen und Chips mit Openair-Plasma® zeigen die eingesetzten Klebstoffe eine deutlich bessere Performance für die Weiterverarbeitung im Lötbad.

 

VORTEILE &
EIGENSCHAFTEN

von Openair-Plasma® Systemen

  • Feinstreinigung (Bauteilreinigung) ohne Beschädigung empfindlicher Strukturen
  • Gezielte Funktionalisierung von Oberflächen zur selektiven Weiterverarbeitung
  • Schlankes Prozesslayout, spürbare Kosteneinsparungen
  • Geringere Fehlerquoten bei Klebeprozessen

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