Prozess- und Produktentwicklung

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.

Glob-Top

Bei den meisten Applikationen in der Chip-on-Board-Technologie wird das Bauteil mit dem „Glob-Top“-Verfahren vor Umwelteinflüssen geschützt. Hierzu wird das viskose Verkapselungsmaterial auf die Schaltung dosiert, bis es den gesamten Chip mit seiner Drahtbondkontaktierung umschließt. Die Vergussmasse muss dabei so ausgewählt werden, dass sie einerseits das ganze Bauteil bedeckt, andererseits nicht zu stark verläuft und benachbarte Bauteile oder Kontaktflächen kontaminieren könnte.

Dam and Fill Glob-Top

Beim „Dam-and-Fill“-Verfahren werden zwei unterschiedliche Verkapselungsmaterialien verwendet, eine hochviskose und eine niederviskose Substanz. Zunächst wird mit dem hochviskosen Material (dam) ein Damm um das zu schützende Bauteil gelegt, anschließend wird die Fläche innerhalb des Dammes mit dem niederviskosen Material (fill) gefüllt, bis die Schaltung vollständig abgedeckt ist. Diese Methode findet insbesondere für die Verkapselung feiner Strukturen und Drähte Anwendung, da das niederviskose Fill-Material diese besonders gut vollständig und blasenfrei umhüllt.

Potting

Beim „Potting“-Verfahren wird die Baugruppe in ein Gehäuse montiert, das anschließend vollständig aufgefüllt wird. Dabei kommt in der Regel ein zweikomponentiges Material (2K-Verguss) in einem bestimmten Mischungsverhältnis zum Einsatz. Da diese Substanz binnen kurzer Zeit nach dem Vermischen auszuhärten beginnt, muss das Vermischen möglichst kurz vor dem Dispensen erfolgen. Das Potting findet vor allem bei höhervolumigen Packages wie dem Verkapseln von Spulen und dem Silikonpotten von Leistungselektronik Anwendung.

Flip Chip-Underfill

Das „Flip Chip-Underfill“-Verfahren ist eine Methode, die speziell zur Stabilisierung von Flip Chips entwickelt wurde. Hierbei wird der dünne Spalt zwischen Flip Chip und Schaltungsträger, der beim Kontaktieren entstanden ist, mit einem sehr dünnflüssigen epoxidbasierenden Polymer, dem Underfiller, gefüllt. Durch die Kapillarwirkung des engen Spalts zieht sich das flüssige Polymer selbsttätig in den Spalt hinein, bis die gesamte Fläche unter dem Chip bedeckt ist.