Prozess- und Produktentwicklung

Flüssigverkapselung

Mit dem Sammelbegriff „Flüssigverkapselung“ werden unterschiedliche Einzelverfahren zusammengefasst, deren Ziel es ist, elektronische Bauteile mit einer bei Raumtemperatur flüssigen Substanz ohne produktspezifische Werkzeuge zu vergießen und somit vor Umwelteinflüssen zu schützen. Als Vergussmassen kommen hauptsächlich zweikomponentige, thermisch härtende Polymersysteme (2K) zum Einsatz, die vorwiegend auf Epoxidharzen, Polyurethanen, Silikon oder Acrylat basieren und in der Regel beim Hersteller vorgemischt und tiefkalt gelagert werden. Alternativ finden auch einkomponentige Polymersysteme (1K) Verwendung, die unter UV-Licht abbinden. Die Materialauswahl wird sowohl durch elektrische Anforderungen wie Isolationseigenschaften oder Dielektrizitätskonstanten beeinflusst, als auch durch seine thermomechanischen Eigenschaften limitiert. Dabei sind die Anforderungen an die chemische Reinheit des Materials besonders hoch, um eine Korrosion der Kontakte und daraus resultierende Fehlströme bei kurzen Leiterabständen auszuschließen.

Forschung und Entwicklung

Gegenwärtig zeigen sich für den Bereich Flüssigverkapselung folgende Trends:

Polymersysteme mit hoher Temperaturbeständigkeit

Entwicklung von Materialien, die die derzeitigen Standardtemperaturen von 150 °C deutlich überschreiten und bis zu Temperaturen von 250 °C eingesetzt werden können

Polymersysteme mit kürzesten Aushärtezeiten

Entwicklung von Materialien, die für eine schnelle Prozessierung einsetzbar sind und Aushärtezeiten von zurzeit ~30 min auf etwa 5 min verkleinern

Preapplied Underfill für Flip Chips

Auftragen eines Polymersystems bereits auf Waferebene, das Underfilling erfolgt dann simultan mit der Verbindungsbildung. Herausforderung ist dabei die Realisierung einer blasenfreien Verkapselung

Methoden und Equipment

Zur Prozessentwicklung und Packagebewertung bedient sich das Fraunhofer IZM zerstörender und zerstörungsfreier Analysemethoden der gemoldeten Packages mittels Ultraschall- und Röntgenmikroskopie (2D, 3D) sowie Materialanalyse bzgl. Prozessierbarkeit (Rheologie, Reaktionskinetik, Benetzung) und Medienbeständigkeit.

Weiterhin bietet das Institut Unterstützung bei:

  • Prozesseinrichtung 
  • Fertigung von Prototypen
  • Material- und Package-Qualifikation

Auf Anfrage bietet das Institut auf Anwenderprobleme fokussierte Schulungen.

Das umfangreiche Equipment umfasst Geräte aus den Gebieten:

Asymtek Axiom 1020 Dispenssystem
Schneckenventil Asymtek DV 6000
Jetventil Asymtek DJ 9000
CamALot 1414 Dispensplattform
Jetventil Vermes MDS XXX
Volumetrischer Präzisionsdispenser
Zeit-Druck-Dispenser