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Flip Chip Bonder
Zuverlässige direkte Kontaktierung von Chips auf einem Substrat
Das Flip Chip Bonding ist auch bekannt als C4-Technologie (Controlled Collapse Chip Connection). Dabei handelt es sich um ein Verfahren der Aufbau- und Verbindungstechnik zur Kontaktierung von ungehäusten Halbleiterchips, sogenannte bare DIEs mittels Bumps. Der Flip Chip Bonder von Tresky ermöglicht diesen präzisen und sensiblen DIE Bonding-Prozess.
Effizienzsteigerung durch direkte Chipmontage und maximale Kontaktierungsdichte
Bei der Flip Chip-Montage wird der Chip direkt und ohne weitere Anschlussdrähte mit der aktiven Kontaktierungsseite nach unten zum Substrat-/Schaltungsträger montiert. Daher kommt auch der Name Flip Chip (engl. to flip, umdrehen). Durch die direkte Montage des Chips ohne zusätzliche Anschlussdrähte auf dem Substrat oder Schaltungsträger, werden nicht nur die Gehäuseabmessungen reduziert, sondern auch die Leiterlängen verkürzt, was eine effizientere Verbindung ermöglicht. Bei sehr komplexen Schaltkreisen bietet diese Technologie oft die einzig sinnvolle Verbindungsmöglichkeit, weil zum Teil mehrere tausend Kontakte realisiert werden müssen. So kann die gesamte Fläche des DIEs zur Kontaktierung genutzt werden.
Mit den Flip Chip Bondern von Tresky lassen sind hohe Packungsdichten, die einen geringeren Platzbedarf erfordern, zuverlässig umsetzen. Gleichzeitig ermöglicht das Flip Chip Bonden kürzere Signalwege und höhere Frequenzen. Des Weiteren erfolgt bei der Flip Chip Bondtechnik die Verbindung aller Kontakte gleichzeitig, wodurch Taktzeiten reduziert werden.
Mehrwerte
Hohe Verbindungsdichte
Beim Flip Chip Bonden werden die Verbindungspunkte direkt auf die Chipoberfläche aufgebracht und mit den Kontaktpads auf dem Substrat oder der Leiterplatte verbunden. Dies ermöglicht eine sehr hohe Verbindungsdichte, da keine Drahtverbindungen erforderlich sind wie bei anderen Montagetechniken, z.B. dem Drahtbonden.
Kurze Signalwege
Da die Verbindungspunkte direkt über den Chips platziert werden, sind die Signalwege sehr kurz. Dies reduziert die elektrischen Verluste und ermöglicht eine schnellere Signalübertragung, was insbesondere in Hochgeschwindigkeitsanwendungen wichtig ist.
Verbesserte thermische Leistung
Der direkte Kontakt zwischen dem Chip und dem Substrat ermöglicht eine effiziente Ableitung von Wärme. Dies ist entscheidend für die Kühlung von Hochleistungschips, da sie dazu beiträgt, die Betriebstemperatur niedrig zu halten und die Lebensdauer des Chips zu verlängern.
Bessere mechanische Stabilität
Flip Chip Bonden kann eine robuste mechanische Verbindung bieten, da die Chips direkt auf das Substrat gelegt und mit Lötverbindungen oder anderen Verbindungsmaterialien fixiert werden. Dies macht die Baugruppe insgesamt stabiler und weniger anfällig für Vibrationen und Schockbelastungen.
Vielseitigkeit
Das Flip Chip Bonden kann mit verschiedenen Chips und Substraten verwendet werden, einschließlich Halbleiterchips, MEMS (Mikrosysteme), optische Bauelemente und mehr. Es ermöglicht die Integration verschiedener Technologien in einer einzigen Baugruppe.
Kosteneffizienz
Obwohl die Prozesstechnologie und die Materialien spezialisiert sein können, kann das Flip Chip Bonden in der Massenproduktion kosteneffizient sein, da es schneller und präziser ist als einige alternative Montageverfahren.
Reduzierter Platzbedarf
Aufgrund der geringeren Größe und des geringeren Platzbedarfs der Verbindungspunkte können kleinere und kompaktere elektronische Baugruppen hergestellt werden.
Eignung für dreidimensionale (3D) Integration
Das Flip Chip Bonden ist gut geeignet für die Realisierung von 3D-Integration, bei der mehrere Chips übereinander gestapelt werden, um die Leistung und Funktionalität zu erhöhen ohne den Platzbedarf zu erhöhen.
Variable Parameter für das Ultraschall Bonden sind
- Bondkraft (Druck)
- Temperatur
- Bondzeit