Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM

Prozess- und Produktentwicklung

Thermokompressions- und Thermosonicbonden

Das Thermokompressionbonden ist ein Kontaktierungsprozess, bei dem durch Druck und Temperatur eine stoffschlüssige Verbindung zwischen Bump und Pad-Metallisierung erzeugt wird. Zum Einsatz kommt dieses Verfahren in der Flip-Chip-Montage, wobei Bump und Substrat in der Regel aus Gold bzw. einer Goldlegierung bestehen.

Ein  alternativer Prozess, bei dem sich die Parameter Temperatur und Druck vermindern lassen, ist das Thermosonic-Bonden. Bei diesem Spezialverfahren wird die Reduzierung der beiden Parameter durch einen zusätzlichen Energieeintrag mittels Ultraschallanregung erreicht.

Forschung und Entwicklung

Die derzeitigen Entwicklungen im Bereich des Thermokompressions- und Thermosonicbondens, bei denen das Fraunhofer IZM seine Partner gern begleitet, zeigen folgende Trends:

  • Neue Bondmaterialien und Substrate beim Thermokompressionsbonden
  • Reduzierung der Bondparameter beim Thermosonicbonden
  • Erweiterung der Prozessfähigkeit
  • Erweiterung des Verfahrens auf andere Bauteilgrößen

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Methoden und Equipment

Für umfassende Untersuchungen der Komponenten  bedient sich das Fraunhofer IZM vielfältiger Analysemethoden. Hierzu gehören u.a. Querschliffpräparation und -analyse mittels Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskop, IR-Mikroskopie, Röntgenmikroskopie, sowie Untersuchungsmethoden zur mechanischen Festigkeit mithilfe von Scher- und Pulltests.

Weiterhin bietet das Fraunhofer IZM Unterstützung bei

  • Materialauswahl
  • Prozessfindung und -transfer
  • Prototypen-/Kleinstserienfertigung

Dem Institut steht folgendes Equipment für den Bereich Thermokompressions- und Thermosonicbonden zur Verfügung:

  • Panasonic FCB3 Flip-Chip-Bonder
  • Karl Suss FC150 Universal Bonding Arm (UBA) und Solder Reflow Arm (SRA)
  • FINEPLACER®Lambda Diebonder
  • Datacon evo Flip-Chip-Diebonder