Openair-Plasma® in der Halbleiterfertigung

In der Halbleiterindustrie wird bislang für viele Anwendungen Vakuumplasma eingesetzt. Beim Openair-Plasma® Verfahren ermöglicht eine in die Plasmaeinheit integrierte „reaktive Plasmazone“ die durchgängige Vorbehandlung im vorlaufenden Produktionsprozess. Die potenzialfreie Openair-Plasma® Mikrofeinstreinigung ist ideal für die Fertigung hochsensibler Elektrotechnologie und ersetzt somit die Vakuumkammer bei der Produktion von Chipverpackungen auf eine viel effizientere und kostengünstigere Weise. Das Verfahren ermöglicht einen schnellen Inline-Prozess und garantiert eine perfekte Gleichmäßigkeit unabhängig von Ihrem Prozess und Produkt.

Wire Bonding – Warum Plasma vor dem Wire Bonding?

Die Leistung des Wire Bondings hängt stark von der Sauberkeit und Aktivierung der Oberfläche ab. Verunreinigungen wie Oxide oder organische Rückstände können zu einer mangelnden Haftung auf dem Pad (NSOP), einer schwachen Scherfestigkeit oder einem vorzeitigen Versagen führen.

Die Plasmabehandlung gewährleistet:

  • Entfernung von Verunreinigungen, die eine ordnungsgemäße Haftung verhindern
  • Aktivierung der Bondpad-Oberfläche für einen stärkeren Drahtgriff
  • Reduzierung von schwachen Verbindungen, Bond-Lifts und Nacharbeiten
  • Verbesserte elektrische und mechanische Stabilität der Verbindung
  • Höhere Ausbeute durch konsistente und wiederholbare Bonding-Ergebnisse

Plasma ist keine Option – es ist der entscheidende Schritt, der das Drahtbonden sauber, stark und zuverlässig macht.

Die-Bonding – Warum Plasma vor dem Verkleben?

Uneinheitliche Verklebungen und Hohlräume beim Die Attach können die Leistung beeinträchtigen. Openair-Plasma® bereitet sowohl den Chip als auch das Substrat vor, indem es Oberflächenrückstände entfernt und Materialoberflächen aktiviert – inline, ohne Vakuum oder Chemikalien.

Vorteile

Plasma sorgt dafür, dass jede Kontaktstelle sauber, fest und zuverlässig verbunden wird.

  • Sauberes Entfernen von organischen Verunreinigungen und Oxiden
  • Verbesserte Haftung für Klebstoffe, Epoxide oder Lote
  • Verbesserte Benetzbarkeit, die Hohlräume und Delamination reduziert
  • Zuverlässige Leistung unter thermischer und mechanischer Beanspruchung
  • Höhere Prozessausbeute und gleichbleibende Verbindungsqualität

Leitungsrahmen – Oxidreduktion

Oxidschichten auf Metall-Leiterrahmen können starke Verbindungen in Geräten wie CPUs oder Leistungsmodulen beeinträchtigen. Openair-Plasma® mit dem REDOX®-Tool ermöglicht eine trockene, inline Oxidreduktion direkt im Produktionsablauf – ohne Vakuum- oder Batch-Prozesse.

Oxidreduktion auf Leadframes mit dem REDOX®-Tool

 

Zu den Vorteilen gehören:

  • Verbesserte Verbindungsqualität
  • Höhere Produktionsausbeute
  • Konsistente und wiederholbare Behandlungsergebnisse

Thermo-Kompressions-Bonden (TCB)

Die Anwendung von Plasma vor dem Flussmittelauftrag sorgt für eine gleichmäßige Oberflächenenergie und ein optimales Benetzungsverhalten. Dies ermöglicht eine erhebliche Reduzierung des Flussmittelverbrauchs, verbessert die Verbindungsbildung und trägt zu einer höheren Zuverlässigkeit der Bauteile bei.

Fluxless Thermo Compressin Bonding (TCB)

Bei fluxlosen TCB-Prozessen können Metalloxide eine zuverlässige Verbindung verhindern. Das REDOX®-Tool ermöglicht eine inline-Plasma-basierte Oxidreduktion und schafft saubere Metalloberflächen für eine robuste Verbindungsleistung. Dieser Trockenprozess macht den Einsatz von Flussmitteln überflüssig und unterstützt sowohl eine höhere Prozesssicherheit als auch eine umweltfreundliche Fertigung.

Aktivierung vor dem Unterfüllen

Eine hohe und gleichmäßige Oberflächenenergie ist für die Benetzbarkeit von Unterfüllmaterialien unerlässlich. Openair-Plasma® aktiviert Substratoberflächen inline, verbessert den Unterfüllfluss und die Haftung. Es sorgt außerdem für eine saubere, gleichmäßige Filetbildung und entfernt Verunreinigungen aus dem Dicing-Prozess. Das Ergebnis: weniger Hohlräume und eine zuverlässigere Verkapselung.

Barrierebeschichtungen in IC-Gehäusen

Empfindliche Halbleiterbauelemente müssen vor Feuchtigkeit und Verunreinigungen geschützt werden. PlasmaPlus® ermöglicht die atmosphärische Abscheidung ultradünner Barrierebeschichtungen (je nach Anwendung typischerweise 700 bis 1.000 nm) zum Schutz von IC-Gehäusen.

Vorteile

Diese Beschichtungen schützen das Innere der Verpackung und gewährleisten die langfristige Stabilität empfindlicher IC-Komponenten.

  • Feuchtigkeitsbeständigkeit zum Schutz vor eindringendem Wasser und Beschädigung der Schaltkreise
  • Verhinderung von Ionenwanderung und Verunreinigungen
  • Langfristige elektrische Zuverlässigkeit und Isolationsstabilität
  • Thermische und mechanische Beständigkeit unter Betriebsbelastung

Nanobeschichtungen für EMV-Haftung

Plasmabeschichtungen im Nanomaßstab verbessern die Haftung zwischen Epoxidformmassen (EMCs) und Substraten oder Matrizen. Das Ergebnis sind stärkere Verbindungen und eine verbesserte Leistung bei Temperaturwechselbeanspruchung oder mechanischer Belastung.
 

Vorteile

Nanobeschichtungen schaffen optimierte Oberflächen, die eine stabile, dauerhafte Verkapselung gewährleisten.

  • Stärkere Verbindungsstellen für die Verkapselung
  • Beständigkeit gegen Delamination und Rissbildung
  • Höhere Zuverlässigkeit der Verpackung bei thermischen und mechanischen Belastungen
  • Weniger Defekte und verbesserte Produktionsleistung

FEATURES VON
OPENAIR-PLASMA®

in der Halbleiterherstellung

 

  • Selektive Behandlung möglich
  • Hochgeschwindigkeitsbehandlung: Bis zu 1,5m/sec.
  • Potentialfrei: < 1V, auch auf empfindlicher Elektronik einsetzbar
  • Kostengünstig: Geringe Investitions- und Betriebskosten
  • Flexibel: Anpassungsfähig an alle Oberflächen (flach oder 3D)
  • Umweltfreundlich: Durch den Einsatz von Druckluft, keine Lösemittel