Autor: Travis Scott, Finetech GmbH & Co. KG
Abstract: Focal Plane Array (FPA) Imaging- und Detektor-Bauelemente (wie z.B. Infrarot-(IR)-Wärmebildsensoren), Quantum-Computing-Prozessoren und Micro-LED-Displays werden immer stärker nachgefragt, da praktische Einsatzmöglichkeiten für diese Komponenten in Bereichen wie F&E, Verteidigung & Sicherheit sowie in industriellen und Consumer-Anwendungen stark zunehmen.
Dies, gepaart mit einer wachsenden Zahl an Pixeln und Qubits sowie einer steigenden Verbindungsdichte auf immer größeren Chips, treibt die Hybridisierung und monolithische Integration in diesen Technologien voran. Dadurch nimmt der Bedarf an Lösungen für das Fine Pitch Micro Indium Bump Interconnect (IBI) Flip Chip Die Bonding deutlich zu.
Diese Technologien stehen jedoch vor einigen kritischen Herausforderungen: Größere Bauteile bedeuten eine höhere Schaltungsdichte auf immer größerer Fläche. Für die Ausrichtung von Micro IC Arrays mit kleinem Pitch ist daher eine Genauigkeit im Submikrometerbereich zwingend erforderlich.
Dies und die Herausforderungen an die Materialien, die für diese Anwendungen zum Industriestandard werden, wie z. B. dass die montierten Bauteile unter extremen Bedingungen wie z. B. in kryogenen Anwendungsumgebungen stabil bleiben müssen, in Verbindung mit den Anforderungen an verlustarme, hochfeste mechanische/elektrische Verbindungen bei Bauteilen, die empfindliche Materialien, Strukturen und einen nicht angepassten Wärmeausdehnungskoeffizienten (CTE) enthalten, bedeuten, dass Prozessgase wie z. B. Ameisensäure oder das Hochtemperatur-Reflow-Bonden für diese Bauteile keine Option mehr sind. Hier stößt die Industrie schnell an die Grenzen selbst der modernsten Die-Bonder und Die-Bonding-Methoden, die derzeit am Markt verfügbar sind.
Dieses Technical Paper zeigt typische Herausforderungen und beleuchtet unsere Lösungen zur Herstellung großformatiger Infrarot (IR)-Thermal Imaging Devices, Quantenprozessoren und Micro-LED-Displays mit hoher Pixel/Qubitdichte unter Verwendung von Fine-Pitch-Micro-Indium-Bump-Interconnections (IBI), die den wachsenden Anforderungen der Industrie gerecht werden.
