Vakuumtechnik im Bereich Semiconductor ‒ BackEnd

Wie auch die FrontEnd-Prozesse sind die nachgelagerten BackEnd-Prozesse des Semiconductor-Bereichs mit höchsten Anforderungen an die Bearbeitungsmaschinen und Handhabungssysteme gespickt. Beim Packaging und Einbetten (Embedding) des Chips oder DIEs kommen unterschiedlichste Technologien zum Einsatz. Dazu gehören beispielsweise Fan-out, WLP (Wafer-Level-Packaging) oder das konventionelle Einhausen der Chips mit Hilfe von Kunststoffen.

Auf Grund der Vielzahl an Packaging-Möglichkeiten wird im Folgenden ein herkömmliches Fertigungsverfahren mit den markantesten Eckpunkten beschrieben.

Prozessschritt Beschreibung Vakuum-Handhabung (Automation) Prozessvakuum
1 Testen des Wafers
2 Zuschneiden der Chips
3 Vereinzelung der Chips
4 Aufsetzen auf Lead-Frames
5 Wire-Bonding
6 Einhausen des Chips
7 Auslösen aus dem Träger
8 Funktions- und Qualitätscheck
9 Aufbringen auf Rollen/Trays

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Das Packaging bietet eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten für Schmalz Vakuumprodukte, da während der Fertigungsprozesse ein sicheres und schonendes Handhaben gewährleistet sein muss. Im Folgenden sind einige Prozessschritte aufgezeigt, welche notwendig sind, um diese Art der Chipeinhausung durchführen zu können.

Packaging-Prozesse mit Hilfe von Vakuumtechnologie

Testen und zuschneiden des Wafers

Nachdem der meist 300 Millimeter im Durchmesser große Wafer in das Backend überführt wurde, wird dieser vor einer weiteren Verarbeitung getestet (1). Dies geschieht meist durch das Aufspannen des Wafers auf einen speziellen Vakuum-Chuck und durch den Einsatz von elektrischen Testmethoden. Nach diesem Qualitätscheck wird der Wafer mit Hilfe einer Diamantsäge auf die bereits vorgesehenen Chipgrößen zugesägt (2). Hier sind weitere Fertigungsschritte nötig, wie zum Beispiel das Aufbringen der Trägerfolie. Im Anschluss an das Trennen der DIEs auf dem Wafer werden die Chips vereinzelt (3).

Die Pick&Place-Applikationen in diesem Prozessschritt zeichnen sich durch sehr geringe Taktzeit aus. Mit Vakuumtechnik von Schmalz lassen sich die Chips sicher und effizient handhaben. Für mehr Informationen zu den Anforderungen an die Vakuumtechnik klicken Sie hier.

Weiterverarbeiten und einhausen des Chips

Die vereinzelten Chips werden nach einem weiteren Test auf die sogenannten Lead-Frames aufgesetzt, mit Hilfe von speziellen Pasten verklebt und hitzeleitfähig aufgebracht (4). Während des sogenannten Wire-Bondings werden die einzelnen verschalteten Elemente des Chips mit den Leads des Trägers (Lead-Frame) verbunden (5). Dies ist nötig, da eine weitere Verarbeitung der Chips auf Grund des sehr engen Aufbaus sonst nicht möglich wäre. Mit Hilfe des Lead-Frames und der Verteilung der Anschlüsse auf einen größeren Pitch ist ein späteres Verlöten des ICs möglich. Um den Chip (DIE) zu schützen wird dieser in Kunststoff eingehaust (6). Meist ist dieser Compound schwarz, welcher dem IC sein typisches Aussehen verleiht.

Mit Sauggreifern, die den besonderen Anforderungen in der Chip-Fertigung gerecht werden, ist das Aufsetzen der empfindlichen Chips auf die Leadframes möglich. Auch beim Einhausen kann Vakuumtechnik eingesetzt werden. Für mehr Informationen zu unseren Produkten klicken Sie hier.

Endverarbeitung und finale Kontrolle

Nach dem Molding und Aushärtungsprozess sind die Chips nun geschützt und werden aus dem Träger durch unterschiedliche Verfahren des DTFS (deflash, trim&form, singulation) herausgelöst (7). Die einzelnen Prozessschritte dienen unter anderem dazu, die Leads (Lötfüßchen) für ihre weitere Bearbeitung vorzubereiten, zum Beispiel durch dezidiertes Umbiegen. Ein Funktions- und Qualitätscheck wird durchgeführt (8), bevor die fertigen ICs auf Reels (Rollen) oder Trays aufgebracht werden (9). Die Trays oder Reels werden später unter anderem in Bestückungsautomaten bei der Leiterplattenbestückung eingesetzt. Weitere Informationen hierzu finden sie hier.

Nicht nur in Prozessen welche direkt mit dem Packaging verbunden sind, kommen Schmalz-Produkte zum Einsatz. Auch die Herstellung der Lead-Frames ist ein wichtiger Bestandteil der Fertigungskette. Durch den Einsatz von Vakuumtechnik ist die Handhabung von Lead-Frames problemlos möglich. Erfahren Sie im Folgenden, welche Produkte von Schmalz bei der Herstellung von Halbleitern zum Einsatz kommen.

Anforderungen an die Vakuumtechnik

Die Backend-Prozesse komplettieren die Halbleiterfertigung und bereiten den Weg der ICs zur Weiterverarbeitung. Da die Chips während dieser Prozesse noch ungeschützt sind, müssen sie mit höchster Sorgfalt gehandhabt werden. Dazu gehört zum Beispiel der Einsatz von ESD-fähigem Materialien. Spezielle Beschichtungen tragen dazu bei, die Oberflächen zu schützen und Ausschuss zu vermeiden. Auch der Molding-Prozess stellt besondere Anforderungen an die Greiftechnik, da hohe Temperaturen erreicht werden.

Vakuumtechnik von Schmalz kann aber nicht nur während der Kernprozesse der Back-End-Fertigung eingesetzt werden. Mit unserem Produktprogramm lassen sich auch zahlreiche Handhabungsschritte bei der Rohmaterialfertigung oder der Arbeitsvorbereitung realisieren. Unsere Kundenberater helfen Ihnen gerne bei der Auslegung Ihres Vakuumsystems.

Einen Überblick des Schmalz-Portfolios finden sie hier:

Produkte für den Einsatz im Bereich Semiconductor ‒ BackEnd