Prozess- und Produktentwicklung

Aufgrund großer Fortschritte in der Material- und Prozessentwicklung nimmt die Klebetechnik neben den klassischen Methoden wie dem Löten einen stetig wachsenden Anteil im Bereich Verbindungstechnologien ein.

Auf dem Gebiet des elektrisch leitfähigen Kontaktierens lassen sich drei technologische Methoden charakterisieren: Isotrop leitfähiges Kleben mittels ICA (Isotropic Conductive Adhesive), anisotrop leitfähiges Kleben mittels ACA (Anisotropic Conductive Adhesive) sowie nichtleitendes Kleben mit NCA (Non Conductive Adhesive). Als verfahrenstechnischer Vorteil aller drei Klebeverfahren ist die geringere Prozesstemperatur z. B. im Vergleich zum herkömmlichen Löten hervorzuheben. Ein weiterer Vorteil ist das Kontaktieren auf nicht lötfähigen Oberflächen sowie ein Arbeiten ohne Flussmittel. Seinen Einsatz findet dieses Verfahren bei der Kontaktierung von Flip Chips, Surface Mounted Devices, LEDs, Displays, Flexverbindern, in der Faseroptik und bei Sensoren.

Isotropic Conductive Adhesive (ICA)
Beim ICA handelt es sich um eine Klebstoffmatrix, die in der Regel auf Epoxidharz basiert und mit einem Anteil von 70 bis 80 Gew. % mit leitfähigen Partikeln versehen ist. Diese bestehen in der Regel aus Silberflakes, es können aber auch Materialien wie Gold, Nickel oder Kupfer verwendet werden. Durch das Verpressen der beiden Fügepartner und durch das Schrumpfen der Klebstoffmatrix beim Aushärten kommt es zu elektrisch leitfähigen Pfaden durch Berührung der leitfähigen Partikel. Das ICA darf nur im Bereich der Kontakte aufgebracht werden, da es sonst zu Kurzschlüssen kommen kann. Eine Verstärkung wird durch einen anschließend aufgebrachten Underfiller (UF) erreicht, dieser bietet die mechanische Festigkeit.

Anisotropic Conductive Adhesive (ACA)
Das ACA verwendet eine Klebstoffmatrix, die mit einem wesentlich geringeren Anteil leitender Partikel auskommt. Im Gegensatz zum ICA besitzen die Partikel eine gleichmäßige, nahezu runde Form. Die elektrische Leitung entsteht beim ACA durch einzelne zwischen Kontaktbump und Oberfläche eingeklemmte Leitpartikel.

Non Conductive Adhesive (NCA)
Der nicht leitende Klebstoff (NCA) erzielt seine elektrische Verbindung durch direkten Kontakt von der Substratoberfläche mit dem Chip. Von entscheidender Bedeutung bei dieser Technologie ist die hohe Anpresskraft, da diese für eine elektrische Verbindung sorgt.

Heat Conductive Adhesive (HCA)
Ein weiterer Klebstoff, der allerdings eine ganz andere Aufgabe hat, ist ein Wärmeleitkleber (Heat Conductive Adhesive HCA), der für den Bereich Die Attach eingesetzt wird. Hierbei handelt es sich um einen isolierenden Kleber, der auf das Wärmemanagement von Bauteilen Einfluss nehmen kann, das heißt mit Hilfe dem die im Chip entstehende Wärme zur Außenseite des Gehäuses geführt wird.