Gesintertes-Gold(Au)-Verbindungstechnik: AuRoFUSE™-Präform

Gesintertes-Gold(Au)-Verbindungstechnik: AuRoFUSE™-Präform

Gesintertes-Gold(Au)-Verbindungstechnik: AuRoFUSE™-Präform

Gesintertes Gold (Au) Verbindungstechnik für eine hohe Bestückungsdichte mittels AuRoFUSE™

Bei dieser Technik wird das Verbindungsmaterial zunächst getrocknet damit es seine Fließfähigkeit verliert. Hierdurch wird die Aufwicklung und horizontale Ausbreitung des Materials unterdrückt bzw. erschwert, wodurch Fine-Pitch-Bonding ermöglicht wird. Bislang konnten auf diese Weise 5 µm große Bumps (Kontaktierhügel) hergestellt werden. Ein Einsatz im Flip-Chip-Montage, bei dem eine hohe Bestückungsdichte erforderlich ist, wird erwartet.

AuRoFUSE™-Präform-Technik

Eigenschaften

  1. ① Au-Bumps (Kontaktierhügel) können in verschiedenen Größen und Formen herstellt werden (kleinstmögliche Abmessungen, die mit dieser Technik hergestellt werden können: Größe von 5 µm, Abstand von 5 µm)
  2. ② Ausgezeichnete Verformbarkeit unter Druck dank der porösen Struktur des Verbindungsmaterials
  3. ③ Ermöglicht eine hohe Bestückungsdichte aufgrund seiner geringen horizontalen Verformung wenn es unter Druck gesetzt wird
  4. ④ Oxidation und Migration sind unwahrscheinlich, da der Hauptbestandteil Gold (Au) ist
  5. ⑤ Kann bei relativ niedrigen Temperaturen (ab 200℃) und unter atmosphärischen Bedingungen gebondet werden
  • ① Freie Formgestaltung
    REM-Bild, welches die Herstellung von Bumps (Kontaktierhügeln) in verschiedenen Größen und die freie Formgestaltung zeigt
  • ② Hohe Kompressibilität
    REM-Bild, welches die hohe Kompressibilität zeigt
  • ③ Anordnung von Bumps mit engem Abstand
    REM-Bild der Oberseite, welches die hohe Bestückungsdichte zeigt

③ Formveränderungsrate bei erhöhtem Fügedruck

  • Bild zur Erklärung der Druckrichtung
  • Formveränderungsrate-Diagramm

Verwendungsmöglichkeiten

Die-Bonding-Materialien für optische Halbleiter (LED und LD), Leistungshalbleiter und ICs

Herstellung von AuRoFUSE™ Präformen

Herstellung von AuRoFUSE™ Präformen

  1. ① Metallisierung mit Gold/Platin/Titan erzeugt die Basisschicht auf dem Trägermaterial
  2. ② Aufbringen eines lichtempfindlichen Fotolacks
  3. ③ Erzeugen des Präform-Musters durch Belichten und Entwickeln des Fotolacks
  4. ④ AuRoFUSE™ fließt in das Gitter
  5. ⑤ Trocknen im Vakuum bei Raumtemperatur, danach Abziehen von überschüssigem Gold
  6. ⑥ Sintern durch Aufheizen, danach Entfernen des Gitters aus Fotolack

Vergleich zwischen AuRoFUSE™-Präformen und anderen Materialien

(〇) AuRoFUSE™-Präform

  • Dadurch, dass die Paste vor dem Bonding getrocknet wird, damit sie ihre Fließfähigkeit verliert, wird das seitliche Auslaufen der Paste verringert, was eine hohe Bestückungsdichte ermöglicht
  • Aufgrund seiner porösen Struktur, kann die Paste leichter verformt werden, und Bonding ist selbst bei Höhenunterschieden zwischen den Elektroden, Verzug der Platine oder Unterschieden in der Platinendicke, möglich

(△) Lötmaterialien

  • Je feiner der Bump-Pitch wird, desto mehr breitet sich das Lotmaterial beim Schmelzen seitlich aus, wodurch es zu Kurzschlüssen durch Kontakt zwischen den Elektroden kommt

(△) stromloses Plattieren

  • Ein enger Bump-Pitch ist realisierbar, jedoch ist beim Bonden ein relativ hoher Druck erforderlich, wodurch es zu Beschädigungen der Chips kommen kann

Bonding mit AuRoFUSE™ Präformen im Vergleich zu Lötverbindungen

AuRoFUSE™-Präformen breiten sich nicht nach außen aus und sind weicher als plattierte Kontakte

Bonding-Beispiel: Flip-Chip-Montage (Wende-Montage)

  • Bonding-Beispiel: Flip-Chip-Montage (Wende-Montage)

Materialeigenschaftstabelle

AuRoFUSE™ preform_200℃, 20MPa, 10sec
Elektrischer Widerstand (µΩ·cm) 4.5
Wärmeleitfähigkeit (W/mK) 200
Elastizitätsmodul (Gpa) 57
Scherfestigkeit (Mpa) >30
CTE: Linearer Ausdehnungskoeffizient (ppm/K) 14
Unter Barrieremetall Au/Pt/Ti, Au/Pd/Ni