66. Treffen des Sächsischen Arbeitskreises Elektronik Technologie

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Inge Dresdner
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1 66. Treffen des Sächsischen Arbeitskreises Elektronik Technologie SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH / Werner Schneider First Sensor Microelectronic Packaging GmbH Dresden / CC R&D Tel / ; werner.schneider@first-sensor.com

2 "Analytik zur Unterstützung tzung der AVT in der Sensorik" W.Schneider 2

3 Gliederung 1. Vorstellung der First Sensor Microelectronic Packaging GmbH 2. Geschäftsfelder der FSP 3. Aufgabenbereiche der Mikroanalytik im Microelectronic Packaging 4. Bedeutung der mikroanalytischen Untersuchungen in Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung Zusammenfassung W.Schneider 3

4 1. Vorstellung der First Sensor Microelectronic Packaging GmbH (vormals MPD GmbH, Microelectronic Packaging Dresden GmbH) W.Schneider 4

5 W.Schneider 5

6 MPD History W.Schneider 6

7 W.Schneider 7

8 2. Geschäftsfelder 2. Geschäftsfelder Medical Mobility Industrial E 2 MS E²MS Electronic Engineering & Manufacturing Services Electronic Engineering & Manufacturing Services W.Schneider 8

9 E²MS Electronic Engineering & Manufacturing Services Entwicklung, Prototypingund Fertigung von elektron.. Bauelementen und Modulen in Standardgehäusen (Keramik) und als kundenspezifische Lösungen auf unterschied- lichensubstratwerkstoffen (Keramik, Glas, PCB, Si ) Stückzahlen: 1 3 Mill/ a Technologien: Wafersägen gen,, Die Sorten, Die Bonden, Wire Bonden, Encapsulation(L (Löten, Kleben, Glob Topping,, Passivieren) Chip on Board SMD Montagen Automobilindustrie, Industrieelektronik, Sicherheitstechnik, Medizintechnik, W.Schneider 9

10 FSP Fertigungsbeispiele W.Schneider 10

11 Elektronische Bauelemente in Keramikmehrschicht und Metallgehäusen W.Schneider 11

12 W.Schneider 12

13 W.Schneider 13

14 W.Schneider 14

15 W.Schneider 15

16 Photodiodenzeile in FlipChip Technik (18 Einzeldice) COB -Modul W.Schneider 16

17 3. Aufgabenbereiche der Mikroanalytik im Microelectronic Packaging Innovative und hochzuverlässige Entwicklungen und Technologien für das Packaging von Halbleitern erfordern in allen Phasen der Entwicklung, der Werkstoffauswahl, der Qualifizierung der Produkte und Technologien, in den laufenden Fertigungskontrollen und besonders in Zuverlässigkeitsuntersuchungen und fehleranalytischen Betrachtungen ein hohes Maß an mikroanalytischen Untersuchungen. Dabei kommt die gesamte verfügbare Palette von analytischen Untersuchungen zum Einsatz: - Oberflächenuntersuchungen (lichtoptisch, laseroptisch, rasterelektronenoptisch Thermo- Moiree) - Röntgenograph. Untersuchungen (Durchstrahlung, Spannungsmessungen) - Ultraschalluntersuchungen (Detektionvon Grenzflächendefekten) W.Schneider 17

18 - physikalisch / technische Untersuchungen an Werkstoffen (Härte, E Modul, Scher und Pullkräfte, DMA, TMA, Viskosität, ) - Metallographische und materialographischeuntersuchungen zur Ermittlung von Schichtaufbauten, Schichtdicken, Homogenität von PCB`s, Keramiken, - Untersuchungen zur Verbindungsbildung an Löt und Bondverbindungen, Klebeverbindungen, Bewertung der Verbindungsbildung, Kinetik der Phasenbildung - Bewertung von Packagingmaterialien(Lot, Bonddrähte, Klebstoffe, Underfiller, Glob- Topmaterialien, Passivierungsmaterialien) - Ermittlung von Ausfallursachen durch korrosive, chemische, thermische und spannungstechnische Belastungen - Chemische Untersuchungen (Partikelanalysen, Luft und Wasseranalytik) Spektroskopische Untersuchungen W.Schneider 18

19 Aktuelle Aufgabenstellungen und Anwendungsbeispiele: - Schichtaufbau PCB Überprüfung Die Bonden, Glob Topping W.Schneider 19

20 AlSi1- Drahtkontakt auf ENIG Au Draht auf Si Untersuchung von Drahtbondkontakten W.Schneider 20

21 Bondpad(chipseitig) Lift off Kontakt REM/ EDX - Untersuchung W.Schneider 21

22 Flexboardmit Durchkontaktierung ENIG Metallisierung; Ni -Korrosion W.Schneider 22

23 REM Aufnahme FlipChip Modul, Balling Röntgenaufnahme FC - Modul W.Schneider 23

24 GlobTop Untersuchung (Füllstoffverteilung) Die Bonden mit elektr. leitfähigen Klebstoff W.Schneider 24

25 Si FlipChip- Lötung Si Bonden mit Reaktivlot W.Schneider 25

26 Laserinterferometermessungen W.Schneider 26

27 X Ray Untersuchung nach FC - Löten FlipChip - Montagen US Untersuchung nach Underfilling W.Schneider 27

28 Röntgenographische Spannungsmessung W.Schneider 28

29 W.Schneider 29

30 W.Schneider 30

31 Partikelanalysen an Imagesensoren zur Ermittlung von Verunreinigungen und Verunreinigungsquellen Fremdstoffe aus technologischen Prozessen und Umwelt AES SIMS FTIR äußerst schwierige Problematik W.Schneider 31

32 4. Bedeutung der mikroanalytischen Untersuchungen in Entwicklung, Fertigung und Qualitätssicherung Zusammenfassung Zuverlässige Halbleiterbauelemente und Module sind ohne mikroanalytische Untersuchungenin allen Phasen der Entwicklung und Fertigung unmöglich. Analytik ist notwendig zur Ermittlung des Lieferzustandes von Packagingmaterialienund Bewertung der eigenen Technologien und Aufbauten. Fehleranalytische Betrachtungen ohne Mikroanalytik sind nicht zielführendund bieten so keine wissenschaftlich fundierten Aussagen zur Optimierung von Materialien und Fertigungsprozessen. Mikroanalytische Untersuchungen sind kostenintensiv - aber unumgänglich! Bei der Wahl des Analytikpartners ist auf Erfahrung, Ausrüstungsbasis und Know How zu setzen. W.Schneider 32

33 Analytikpartner der FSP - SGS Institut Fresenius GmbH - TUD Dresden IAVT / ZµP - AXO GmbH - ASMEC GmbH - FhG / ENAS Chemnitz - FhG / IZM Berlin - Hegewald & Peschke Prüftechnik GmbH - Spektra GmbH W.Schneider 33

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