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.

Bei beiden Techniken lassen sich die benötigten Stud Bumps in einem dem Ball-Wedge-Bonding entstammenden Prozess auf den Flip Chip aufbringen. Hierbei wird der Draht elektrisch abgeflammt und die dadurch entstandene Kugel mittels Bondkraft, Ultraschall und Temperatur auf der Kontaktfläche fixiert. Die so präparierten Chips können jetzt durch Thermokompressionsbonden oder Thermosonicbonden flussmittelfrei auf die entsprechenden Substrate appliziert werden. Mögliche Basismaterialien sind chipseitig viele Halbleiter wie Si, GaAs und InP und substratseitig Keramik, Glas, Si und Leadframes. Beim Thermosonicbonden lassen sich auch organische Substrate, also Laminate und Flex verarbeiten, da durch den Einsatz des Ultraschalls die Bondtemperatur abgesenkt werden kann. Das Verfahren ist besonders geeignet für RF-Komponenten wie Mixer, Multiplexer oder SAW-Bauelemente (engl. Surface Acoustic Wave), aber auch für optoelektronische Bauteile.