Montage der Chips | Einführung in die Mikroelektronik – Teil 6
In Teil drei unserer Videoreihe Einführung in die Mikroelektronik stand die Waferproduktion aus Silizium im Fokus. Für die Mikroelektronikindustrie braucht es aber einzelne Chips, die aus den Wafern herausgetrennt werden müssen. Um diesen Prozessschritt und die anschließende Montage der Chips geht es im sechsten Videotutorial mit FMD-Experte Dr. Michael Töpper.
Die Singularisierung der Chips beginnt mit dem sogenannten »Wafer dicing«. Obwohl im Deutschen häufig mit »Wafer sägen« übersetzt, wird in diesem Schritt nicht gesägt. Stattdessen werden die Chips durch Trennschleifen mit einem Diamantsägeblatt aus dem Wafer herausgetrennt. Damit die Chips während dieses Prozesses nicht durcheinander fliegen, wird der Wafer temporär auf eine Folie geklebt. Außerdem wird Wasser benötigt, weil sich beim Trennschleifen kleine Partikel lösen, die gleich abgeführt werden müssen. Um dabei das Absplittern (englisch: »chipping«) an den Kanten des Chips zu vermeiden, werden hochautomatisierte Verfahren zur Optimierung genutzt.
Nach der Vereinzelung der Chips geht es beim Electronic Packaging (deutsch: Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT)) darum, die Chips mit einem Substrat zu verbinden (siehe Teil vier unserer Videoreihe). Mittlerweile erfolgt das über eine Oberflächenmontage, bei der die Chips auf der Vorderseite aufgelötet werden (Surface Mounted Devices (SMD)). Dieses Verfahren ermöglicht eine ein- und zweiseitige Bestückung bei extrem hoher Geschwindigkeit.
Zu den anderen Teilen der Videoreihe
Teil 1: Einführung in die Thematik
Teil 2: Was ist die Mikroelektronik?
Teil 3: Warum ist das Silizium für die Mikroelektronik so wichtig?
Teil 4: Wie wird aus Halbleiterbauelementen ein mikroelektronisches System?
Teil 5: Was sind Halbleiterfirmen?
Teil 8: Prozesstechniken: Beispiel Wafer Bumping
Teil 9: Mikroelektronik ein weites Thema: Von Sensoren bis Quantencomputer
Exkurs: Zuverlässigkeit der Systeme
Alle elektronischen Aufbauten sind endlich und können aus verschiedenen Gründen kaputt gehen, z. B. durch einen Bruch in der Leiterplatte, Korrosion oder Lotermüdung. Je nach Einsatzgebiet der Systeme gibt es daher strenge Anforderungen an ihre Zuverlässigkeit, um solche Ausfälle zu minimieren. Es wird zwischen den folgenden drei Bereichen differenziert: Konsumentenmarkt, Industrieelektronik und Automobilelektronik.
Während beispielsweise bei einem Smartphone lediglich eine Betriebsdauer von zwei bis fünf Jahren erwartet und eine Ausfallrate von weniger als zehn Prozent im Toleranzbereich liegt, wird in der Industrieelektronik eine Betriebsdauer von fünf bis zehn Jahren und eine Ausfallrate von weniger als einem Prozent anvisiert. Um die Chips zu schützen, werden sie in der Regel noch verkapselt, entweder mit einer Kunststoffkappe (Molding) oder in Bereichen mit sehr hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit durch hermetische Mikroelektronikgehäuse.
