Was ist Die Bonding?

Was ist Die Bonding?

Das Die-Bonding, auch Die-Placement oder Die-Attach genannt, ist ein Herstellungsverfahren, das bei der Verpackung von Halbleitern eingesetzt wird. Dabei wird ein Die (oder Chip) mit Hilfe von Epoxidharz oder Lot sicher an einem Substrat oder Gehäuse befestigt. Das Die-Bonding-Verfahren beginnt mit der Auswahl eines Chips aus einem Wafer- oder Waffeltablett, gefolgt von der präzisen Platzierung an einer bestimmten Stelle auf dem Substrat.

Das Die-Bonden ist bei der Montage von elektronischen Bauteilen von entscheidender Bedeutung und dient als Brücke zwischen der Halbleiterfertigung und der Halbleitermontage. Es kann auf verschiedenen Ebenen der Elektronikmontage stattfinden, je nach den spezifischen Anforderungen des Produkts.

Auf Stufe 1 beinhaltet das Die-Bonding die Verbindung des nackten integrierten Schaltkreises mit dem darunter liegenden schaltbaren Substrat. Die Wahl des Substratmaterials, in der Regel Keramik und Metall-Leadframes, basiert auf thermischen (CTE) und Zuverlässigkeitsüberlegungen. Der Chip wird in der Regel auf der Oberseite gebondet, wobei sich die Verbindungspunkte zur nächsten Ebene auf der Unterseite befinden, oft durch Stifte in Durchgangslöchern. Das Die-Bonding-Material dient als Verbindungsschicht. Im Laufe der Zeit wurden die Hohlraum- und Unterseitenverklebung sowie die Einbindung von nicht aktiven Komponenten, passiven Bauelementen und diskreten Bauelementen weiterentwickelt. Das Endergebnis dieses Montageschrittes ist das IC-Gehäuse.

Auf Stufe 2 findet das Die-Bonding während der Montage von Leiterplatten statt. Mehrere IC-Gehäuse werden zusammen mit Kondensatoren, Widerständen und diskreten Bauteilen auf die Leiterplatte geklebt oder eingefügt. Leiterplatten bestehen in der Regel aus Stromversorgungs- und Signallagen aus geätztem Kupfer in einer glasfaserverstärkten Matrix, z. B. FR4. Die Verbindung zur nächsten Ebene wird über Endverbinder hergestellt. Bei bestimmten fortschrittlichen Montageverfahren wird ein direktes Die-to-Board-Bonding durchgeführt, wodurch die Unterscheidung zwischen Ebene 1 und Ebene 2 verwischt wird. In einigen Fällen werden die Chips sogar als eingebettete Komponenten in die inneren Schichten der Leiterplatte montiert.

Es wurden verschiedene Ansätze für das Die-Bonding entwickelt, um den sich verändernden Produktanforderungen gerecht zu werden. Zu diesen Ansätzen gehören die Epoxidharzverklebung, die eutektische Verklebung und die Flip-Chip-Verklebung. Beim Epoxid-Die-Bonding wird Epoxid als Klebematerial verwendet und kann mit Batch-, kontinuierlichen oder In-situ-Härtungsmethoden kombiniert werden. Beim eutektischen Die-Bonden wird der Die zum Bonden in Lot (eutektisch) eingelegt und anschließend in-situ reflowt. Bei der Flip-Chip-Bestückung wird der Chip mit Hilfe der Flip-Chip-Technologie auf dem Substrat oder der Platine befestigt und kann mit Standalone- oder In-situ-Härtungsmethoden kombiniert werden.