ISBN 9783843905251

978-3-8439-0525-1, Reihe Ingenieurwissenschaften

Ulrich Keßler
Untersuchungen zur Flip Chip Montage auf spritzgegossenen Schaltungsträgern

155 Seiten, Dissertation Universität Stuttgart (2012), Softcover, A5

Zusammenfassung / Abstract

Miniaturisierte mechatronische Systeme sind heute eine tragende Säule für den Großteil der innovativen Produkte aus der Automobil-, Kommunikations-, Medizin- und Automatisierungstechnik. Als Triebfedern wirken dabei sowohl die kontinuierlich steigende Leistungsfähigkeit der elektronischen, mechanischen und informationsverarbeitenden Teilsysteme als auch die ansteigende Funktions- und Integrationsdichte sowie die fortschreitende Miniaturisierung der Systeme.

Wurden mechatronische Systeme früher aus autarken, diskreten Subkomponenten über standardisierte Schnittstellen zusammengesetzt, begreift man heute das Gesamtsystem als Einheit und ist dadurch in der Lage die Leistungsfähigkeit und die Wirtschaftlichkeit immens zu steigern. Ein Werkzeug um dies zu Erreichen sind dreidimensionale spritzgegossene Leitungsträger, sogenannte moulded interconnect devices (MID). MID führen verschiedene Funktionalitäten in einem Bauteil zusammen, öffnen die dritte Dimension als funktionellen Bauraum und können damit die Systemgröße, die Anzahl der Verbindungselemente und Montageschritte, und schließlich die Kosten reduzieren.

Ein weiteres wichtiges Verfahren zur Miniaturisierung mechatronischer Systeme ist die Direktmontage von ungehäusten Halbleiterbauelementen auf dem Schaltungsträger als Ersatz von gehäusten Bauteilen für die Oberflächenmontage. Das Drahtbonden ist dabei zwar das Verbindungsverfahren mit der größten Verbreitung, durch den Einsatz der Flip Chip Technik ist aber für Einzelchips eine zusätzliche Optimierung bezüglich Bauraumreduzierung, Anschlussdichte, Wärmeabfuhr und Hochfrequenzverhalten zu erreichen. Bei diesem Verfahren wird der Chip mit erhabenen Kontakthöckern, den sogenannten Bumps, versehen und mit der funktionellen Seite nach unten auf dem Schaltungsträger montiert.

Aus den genannten Gründen ist es daher wichtig und notwendig, die Direktmontage für die 3D MID Technik nutzbar zu machen, um die potenziellen Vorteile voll ausschöpfen zu können. In dieser Arbeit werden verschiedene Verfahren der klebstoffbasierten Flip Chip Technik auf MID untersucht, verglichen und bewertet. Weiterhin wird ein neuartiges Verfahren zur Chipmontage auf spritzgegossenen MID Bumps vorgestellt und detailliert theoretisch und experimentell untersucht.