Rework von LED-Dies mittels Debonding-Lösung von Tresky Automation

In Zeiten knapp verfügbarer Bauteile und Materialien kommt dem Reworken eine ganz besondere Bedeutung zu. Das gilt auch für die LED-Herstellung, wo Unregelmäßigkeiten bei verarbeiteten LEDs im wahrsten Sinne des Wortes sofort ins Auge fallen.

Das Nacharbeiten fehlerhafter oder falsch platzierter Bauteile gehört in der Elektronikfertigung zu den anspruchsvolleren Aufgaben. Sind die Bauteile besonders klein oder zerbrechlich, gestalten sich diese Arbeiten noch einmal aufwendiger. Kommen LEDs zum Einsatz, wird meist ein perfektes Lichtbild vorausgesetzt. Aus Gründen der äußerst wichtigen Qualitätssicherung kann es erforderlich sein, LED-Dies nachzuarbeiten. „Defekte LED-Dies sind eine wahre Herausforderung. Diese sensiblen, leicht zerbrechlichen und sehr kleinen Bauteile werden meist in engen Packungsdichten verarbeitet und lassen sich nur mit viel Wissen, Erfahrung, jeder Menge Fingerspitzengefühl und den richtigen Werkzeugen entfernen und nacharbeiten. Mit der richtigen Technologie ist das jedoch möglich“, erklärt Daniel Schultze, Geschäftsführer der Tresky Automation.

Schultze und sein Team haben dazu auf Anfrage eines Kunden hin einen aus der Bauteileherstellung bekannten Prozess angepasst. „Unser Die Bonding Automationssystem erlaubt es, LED-Dies in der Rework-Konfiguration einfach und erfolgreich zu entfernen, ohne benachbarte LED-Dies zu beschädigen oder das Lot und seine Umgebung zu beeinträchtigen“, führt Schultze weiter aus. Der Debonding-Prozess wird dazu mit Hilfe einer modifizierten Scrubbing-Funktion durchgeführt, wobei die Haftung zwischen dem LED-Die und dem Lot mit Hilfe der Heiztemperatur aufgebrochen wird. „Sobald die LED-Die vom Lot getrennt ist, wird sie von einem Pick-up-Werkzeug vorsichtig aufgenommen“, erläutert Schultze. Anschließend kann in derselben Maschine von Tresky Automation ein neuer Die eingesetzt werden. Da die Die-Bonding-Anlagen auf hochpräzise Prozesse ausgelegt sind, erfolgt der gesamte Reworking-Prozess der LED-Dies entsprechend den Vorgaben der Halbleiterherstellung und ist somit nicht nur exakt, sondern auch geregelt und reproduzierbar.

Tresky bietet DIE Bonding-Prototyping und die Fertigung von Kleinserien an

In der Prototyping-Phase und bei der Herstellung von Kleinserien oder der Losgröße 1 scheuen viele Unternehmen die Investition in einen eigenen Die-Bonder. Oftmals ist der finale Designprozess noch nicht abgeschlossen, weshalb nachgelagerte Änderungen am Produkt oder auch bei den Fertigungsprozessen erforderlich sein können. Daher bietet der Die-Bonder-Hersteller Tresky GmbH aus Berlin nun die Auftragsfertigung von Prototypen und Kleinserien an.

Nicht immer werden Investitionen aufgrund des jeweiligen Projekt- und Entwicklungsstatus getätigt. Gleichzeitig wollen viele Kunden die Prototypen und Kleinserien schnellstmöglich und ohne Qualitätsverluste herstellen können. In diesen Fällen sind sie auf Dienstleister angewiesen, die mit umfangreicher Erfahrung und detailliertem Wissen die Fertigung der sensiblen Elektronikbauteile übernehmen können. „Deshalb fertigen wir für unsere Kunden mit unserem technischen Know-how und auf Basis unserer jahrelangen Erfahrung ab sofort Prototypen und Kleinserien ab dem ersten Stück auf unseren Anlagen. Weil wir in unserem Democenter außerdem alle erforderlichen Prozesse umsetzen können, steht unseren Kunden das vollumfängliche Fertigungsspektrum zur Verfügung“, so Daniel Schultze, geschäftsführender Inhaber der Tresky GmbH. Neben dem Epoxy/Adhesive DIE Bonding bietet Tresky das UV DIE Bonding, Ultraschallbonden (US Bonding), Thermokompressionsbonden (TC Bonding), Sintern, DIE Stacking, Flip Chip Bonding, DIE Sorting und das Eutektische Bonden als Dienstleistungsprozess an.

Gerade in einer Zeit hoher Nachfrage nach Bauteilen kann die Nutzung dieser Dienstleistungen für Bauteilhersteller entscheidend sein. Deshalb unterstützt Tresky seine Kunden mit seinem Dienstleistungsangebot dabei, die time-to-market zu reduzieren. Als externer Partner kann das Unternehmen zudem auf Abruf schnell Kleinserien fertigen. Auf Kundenseite ist es somit nicht erforderlich, zusätzliche Produktionskapazitäten aufzubauen, bestehende Ressourcen in Anspruch zu nehmen oder gar Serienfertigungen zu unterbrechen. „Unsere Kunden erhalten dadurch die erforderlichen Produkte und können überdies anhand des Fertigungsprozesses auch die Leistungsfähigkeit unserer Die-Bonder testen. Ferner können wir unsere zuverlässigen Prozessmöglichkeiten aufzeigen. Kunden erhalten somit eine individuelle Demonstration inkl. eines Fertigungsnachweises, was außerdem die Entscheidung für eine Maschine für die spätere Serienfertigung erleichtern kann“, führt Schultze weiter aus.

Luftgelagerter Bondkopf, neue Rüttelfeeder sowie ein neues Wafer Handlingsystem

Die Tresky GmbH zeigt während der SMTconnect vom 10. – 12. Mai 2022 in Nürnberg in der Halle 4A am Stand 331 drei neue Optionen für ihre Die Bonder: einen neuen Präzisionsbestückungskopf, einen Rüttelfeeder und einen neuen Waferhandler.

Mit dem von der Tresky GmbH entwickelten luftgelagerten Bondkopf lassen sich hochsensible Bauelemente kraftvoll platzieren. Schließlich werden neu entwickelte Halbleiter-Chips aufgrund der kontinuierlichen Miniaturisierung in der Elektronikindustrie immer kleiner und dünner. Außerdem kommen neue Materialien hinzu, die zur Herstellung von Chips verwendet werden. So wurden in der Vergangenheit meist Silizium (Si) oder Germanium (Ge) verwendet, um Halbleiter herzustellen. Besonders getrieben durch die Entwicklung neuer Generationen von Laser-, LED-, Dioden- oder Transistorhalbleitern, werden nun auch Materialien wie Galliumarsenid (GaAs), Galliumnitrid (GaN) oder z.B. Siliziumcarbid (SiC) eingesetzt. Einige dieser Verbindungshalbleiter wie z.B. Galliumarsenid (GaAs) haben neben den positiven elektrischen Eigenschaften den Nachteil, mechanisch nicht sehr stabil zu sein und schnell zu brechen. Das führt in der Aufbau- und Verbindungstechnologie zu enormen Herausforderungen beim Chip Bonden.

Um minimale Aufsetzkräfte beim Bonden realisieren zu können, haben die Ingenieure der Tresky GmbH einen luftgelagerten Bondkopf entwickelt. Dieser ermöglicht beim Aufsetzen des Chips eine spiel- und reibungsfreie Bewegung in der Vertikalen. Das Luftlager wird durch Vakuum bzw. Druckluft in einem Schwebezustand gehalten und über ein Proportionalventil, das von Vakuum bis Atmosphärendruck arbeiten kann, gesteuert. Der Bondkopf erkennt sich verändernde Gewichte und kann somit jederzeit den Schwebezustand beibehalten. Hierdurch entsteht eine Gewichtskompensation des Bauelements. Über eine Änderung des Proportionalventil von Vakuum auf Druck kann nun eine definierte Gewichtskraft in vertikaler Richtung auf das zu platzierende Halbleiterbauteil ausgeübt werden und mit einer exakten Kraft aufgesetzt bzw. aufgenommen werden.

Des Weiteren präsentierte Tresky einen neuen Rüttelfeeder. Mittels Vibrationstechnologie führt dieses universelle Zuführungssystem als Schüttgut angelieferte Bauteile dem Verarbeitungsprozess zu. Der Aufbau der Zuführung ermöglicht es, Bauteile in einem vibrierenden, kleinen offenen Container so zu positionieren, dass die Kopfkamera die einzelnen Bauteile klar und präzise erkennt. Gleichzeitig werden die Bauteile durch die Vibrationen so positioniert, dass die Bauteiloberseite nach oben zeigt. Außerdem sind 99% aller Bauteilgeometrien mit diesem Rüttelfeeder kompatibel. Je nach Bauteilmenge stehen unterschiedliche Bunkergrößen zur Verfügung. Von dort aus gelangen die Bauteile in den Vibrationscontainer. Der Feeder lässt sich leicht und ohne große Umrüstzeit in alle bestehende Die Bonding Systeme von Tresky integrieren.

Ein neues Wafer Handling System erlaubt die präzise und zuverlässige Wafer-Zuführung. Es kann 300 mm-Wafer mit einem Maximalgewicht von bis zu 1 kg aufnehmen. Für die Aufnahme stehen Vakuum-, Kanten- und kundenspezifische Endeffektoren dem Endanwender zur Verfügung. Außerdem lässt sich optional auch eine Pre-Align-Funktion integrieren.

Rüttel-Feeder mit unterschiedlichen Bunkergrößen

Tresky hat auf der diesjährigen Productronica unter anderem einen Rüttel-Feeder vorgestellt.  (mehr …)