Verarbeitung und Prozessabläufe

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Verarbeitung und Prozessabläufe

Welche Art von Verarbeitungsgeräten verwenden Sie?

1. Lithographie:

  • Zum Abdecken oder Passivieren empfindlicher Oberflächen verwenden wir verschiedene etablierte Verfahren. Sprühbeschichtung, Laminierlack, Klebeband (Capton), mechanische Abdeckungen, Lötstopplacke. Weiterhin verwenden wir Laserbelichter oder Maskenbelichter.

2. NanoWiring

  • Für NanoWiring verwenden wir unsere halbautomatische netzwerkbasierte NanoWiring-Produktionsanlage. Dies ist eine Batch-Maschine mit einer aktuellen Produktions Produktionsfläche von 300×300 mm². In die Maschine wird eine Schublade eingesetzt, die dann entsprechende Vorrichtungen zum Kontaktieren, Halten und Abdecken der Substrate bereitstellt. NanoWiring ist ein stromdurchflossener Prozess, es ist ein aktiver galvanischer Prozess. Die Stromauslenkung definiert, wo das NanoWiring stattfinden soll.

3. Stripping:

  • Derzeit verwenden wir ein badbasiertes System, das die Substrate durch verschiedene Lösungs- und Reinigungsmittel führt, um alles zu entfernen, was nicht für den Kontakt benötigt wird. Auch Adhäsion und Keimschicht werden hier entfernt. Wir trocknen die Substrate in der Entschichtungsanlage durch Luftströmung.

4. KlettWelding, KettSintering, KlettGlueing:

  • Zum Verbinden der Substrate wiederum werden bei kleinen Bauteilen Standard-Bestückungsautomaten eingesetzt. Standard Bestückungsautomaten haben eine Bestückungskraft von ca. 8kg bei einer KlettSchweißkraft von 17MPa, was einer maximalen Kontaktfläche von 4,7mm² entspricht. Für höhere Kräfte können Pressen wie z.B. Sinterpressen aller Art eingesetzt werden. In diesem Fall ist darauf zu achten, dass die Verbindung planparallel erfolgt.

5. NanoInspection:

  • Entweder Stereomikroskop, SEM, monochromatische Mikroskopie, EDX

What pretreatment is necessary for which substrate material for the different joining methods?

Material des SubstratesNanoWiring / KlettWeldingKlettSintering
Keramiken (Al2O3 )– Sputtern von metallischen Keimschichten
(Ni/Au, Ni/Cu, TiW/Cu, Cr/Cu, usw.)
– Aufdampfen einer Ti/Pt/Au-Schicht
– Drucken und Brennen von Silberpaste
– Sputtering Metallische Schicht
(Ni/Au, Ni/Cu, TiW/Cu, Cr/Cu, usw.).
Die metallische
– Schicht muss hitzebeständig sein.
Aufdampfen einer Ti/Pt/Au-Schicht
– Drucken und Einbrennen von Silberpaste
Die Schicht muss für das KlettSintering hitzebeständig sein.
Silizium– Sputtern von metallischen Keimschichten
(Ni/Au, Ni/Cu, TiW/Cu, Cr/Cu, usw.)
– Aufdampfung einer Ti/Pt/Au-Schicht
– Sputtern von metallischen Keimschichten
(Ni/Au, Ni/Cu, TiW/Cu, Cr/Cu, usw.)
– Aufdampfung einer Ti/Pt/Au-Schicht
Die Schicht muss für das KlettSintering hitzebeständig sein.
Rostfreier Stahl1. Vorbeschichtung mit Gold-Flash
2. Optional: Vorbeschichtung mit Kupfer
Elektrotauchlackierung
1. Vorbeschichtung mit Gold-Flash
2. Vorbeschichtung mit Kupferelektrolyt
Aluminium1. Vorbeschichtung mit Zinkat-Verfahren
2. Vorbeschichtung mit Kupfer
1. Vorbeschichtung mit Zinkat-Verfahren
2. Vorbeschichtung mit Kupfer
Nickel1. Vorbeschichtung mit Chemisch Gold oder Flash Gold
2. Wahlweise: Vorbeschichtung mit Kupfer
1. Verchromen mit Tauchgold von Flash Gold
2. Wahlweise: Vorbeschichtung mit Kupfer
-> Wenn Ameisensäure verwendet wird, ist keine Vorbehandlung erforderlich
Chrom1. Vorbeschichtung mit Chemisch Gold oder Flash Gold
2. Wahlweise: Vorbeschichtung mit Kupfer
1. Vorbeschichtung mit Chemisch Gold oder Flash Gold
2. Vorbeschichtung mit Kupfer
Glas (Borophosphat)– Sputtern von metallischen Keimschichten
(Ni/Au, Ni/Cu, TiW/Cu, Cr/Cu, usw.) Aufdampfung einer Ti/Pt/Au-Schicht
– Sputtern von metallischen Keimschichten
(Ni/Au, Ni/Cu, TiW/Cu, Cr/Cu, usw.)
– Aufdampfung einer Ti/Pt/Au-Schicht
Die Schicht muss für das KlettSintern hitzebeständig sein
KupferKeine Behandlung erforderlichKeine Behandlung erforderlich
GoldKeine Behandlung erforderlichKeine Behandlung erforderlich
SilberKeine Behandlung erforderlichKeine Behandlung erforderlich
MessingKeine Behandlung erforderlichKeine Behandlung erforderlich

Wie lang ist die Bearbeitungszeit?

Die Prozesszeit für den NanoWiring ist abhängig von der NanoWiring-Länge. In der Anfangsphase gehen wir von 1 Stunde Gesamtprozesszeit für einen Batch-Lauf an. Diese Zeit wird dann im Zuge weiterer Prozessoptimierungen auf ca. 15-30 Minuten reduziert.

Wie hoch ist die Behandlungstemperatur?

Für unseren Verkupferungsprozess verwenden wir eine Temperatur oberhalb der Raumtemperatur, aber unter 50°C, so dass damit jederzeit sichergestellt ist, dass die Außentemperatur keinen Einfluss auf die Prozessparameter hat. Außerdem ist die Temperatur so niedrig, dass es zu keiner Schädigung der Substratmaterialien kommt.

Verwenden Sie eine Maschine für das Trockenverfahren?

Wir haben eine Lufttrocknungseinheit in die Entschichtungsmaschine integriert, so dass nach der chemischen Reinigung der Substrate das Substrat getrocknet wird.

Welche Möglichkeiten gibt es für große
große Substrate oder große Variationen?

  • Um die Dicke der Klebeverbindung zu erhöhen oder um mehr Flexibilität innerhalb der Verbindung zu haben können wir eine NanoWiring-Stelze verwenden. Beim Stelzen NanoWiring-Verfahren werden mehrere Schichten übereinander gestapelt in mehreren NanoWiring-Läufe.
    – Daraus ergibt sich die Dicke der Bondlinie:
    – 𝐛𝐨𝐧𝐝𝐥𝐢𝐧𝐞 𝐭𝐡𝐢𝐜𝐤𝐧𝐞𝐬𝐬 = 𝐧𝐋𝐚𝐲𝐞𝐫 ∗ 𝟓𝟓 µ𝐦

Beispiel

  • 2 Schichten → Bondliniendicke = 110 µm
  • Schichten → Bondlinienstärke = 220 µm

Prozessablauf – Die / Lead-Frame

Prozessablauf – Sensor / PCB

Prozessablauf – FCB / PCB

Prozessablauf – KlettWelding-Tape

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