Kleben bedeutet das Verbinden zweier Objekte mit einem Siegel (oft dauerhaft)

Die Mikrotechnik umfasst verschiedene Arten von Bondprozessen

Wird in der IC-Verpackung und Leiterplattenmontage verwendet. Wird in dieser Vorlesung nicht behandelt.

- Waferbonden

- Drahtbonden

- Flip-Chip-Bonden

Waferbonden

1: als eine Möglichkeit, fortschrittliche Startwafer SOI herzustellen)

2: als Möglichkeit, komplexe 3D-Strukturen und Hohlräume zu erstellen, die die Gerätefunktionalität (Kammern, Kanäle, Düsen ...) erzeugen.

3: als Verpackungsmethode zum Erstellen geschlossener Umgebungen (Vakuumverpackungen für Resonatorspiegel und IR-Geräte)

Anforderungen an die Verklebung:

- glatte Oberflächen (auf nm-Skala)

- Flachwaffeln (im cm-Maßstab)

(intimer Kontakt)

- keine Partikel (Hohlräume größer als Partikel)

- passende CTEs (sonst Spannungen)

- geeignete Oberflächenchemie (hydrophil)

Wafer-Bonding-Verfahren:

- Partikelentfernung

- Modifizierung der Oberflächenchemie

- (optional) Vakuumpumpen

- (optional) Waferausrichtung

- Fügen bei Raumtemperatur

- Anwendung von Kraft/Wärme/Spannung (optional) Waferdünnung

Bonding-Überlegungen:

Bindungseigenschaften

- Was sind die chemischen Bindungen, die sich verbinden?

- Natürlich vorhanden oder durch Behandlung entstanden?

- Haftfestigkeit ?

- Dauerhaft vs. vorübergehend?

Bindung: Materialien

- Chemische Kompatibilität

- Temperaturtoleranz

Bindungsbildungstemperatur

Betriebstemperatur des Geräts

- CTE (Wärmeausdehnungskoeffizient)-Missverhältnis zwischen Materialien

- Oberflächenbeschaffenheit (Rauigkeit; Welligkeit)

- Oberflächenpartikel

Kleben: Überlegungen zur Produktivität

- Verfügbarkeit der Ausrüstung (Produktionswerkzeuge haben einen automatisierten Betrieb von Kassette zu Kassette)

- Prozesskompatibilität (IC-Kompatibilität: Temperatur & Verschmutzung)

- Verarbeitungsausbeute

- Durchsatz

- Kosten

- Reife

Kleben

- Oberflächenreinigung

- Schleuderbeschichtung von Polymer

- Erstaushärtung (Solvent Bake)

- Vakuum evakuieren (optional)

- Verbinden Sie die Wafer

- Aushärtungsenddruck und/oder -wärme

Vorteile des Klebens:

- Temperaturen um 100°C (>Tg)

- tolerant gegenüber (etwas) Partikelkontamination

- Strukturierte Wafer können gebondet werden

- niedrige Kosten, einfacher Prozess

Anodisches Bonden

- Anodisches Bonden (AB) = Feldunterstütztes thermisches Bonden

- Glas und Metalle verklebt

- Verschiedene Glasarten

Corning 7740 Pyrexglas wird am häufigsten für anodisches Bonden verwendet

CTE nahe dem von Si

- Tempern des Glases vor oder nach dem Kleben kann Spannungen aufgrund von CTE-Fehlanpassungen reduzieren

Fusion/direktes/thermisches Bonden:

- Identische Materialien verklebt

- Keine CTE-Probleme

- Anleihen natürlich vorhanden

- Wenden Sie Wärme/Druck an, um die Bindung zu verbessern

- Si-Si

- Glas-Glas

- Polymer-Polymer

Polymer-Thermobonding (1):

Erhöhen Sie die Temperatur über Tg

>Erweichung

>Inniger Kontakt (lang genug halten)>Abkühlen unter Tg

>Klebeschicht nicht von Schüttgut zu unterscheiden (weil gleiche Bindungen !)

Polymerbindung (2):

Erweichung durch Lösungsmittel-Oberflächenbehandlung

>Intimer Kontakt (lang genug halten)

>Verklebung auch verschiedener Polymere!

>Theoretisch ein Prozess bei Raumtemperatur

>In der Praxis schwierig, die Dicke der erweichten Schicht zu kontrollieren

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- ......

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