Aufbau- und Verbindungstechnik stellt eine Schlüsselposition in der Mikrosystemtechnik und Photonik dar. Sie beinhaltet umfangreiche Technologien und Entwurfswerkzeuge für die Montage und das Packaging mikroelektronischer Komponenten auf kleinsten Raum. In dem Workshop „Aktuelle Entwicklungen in der Hybrid- und Wafer-Level-Montage” am 12. September 2023 in Erfurt diskutierten Fachleute aus dem Maschinen- und Anlagenbau, Halbleiterfoundries, Wissenschaftler und AVT-Experten über einzelne Verfahren in der Aufbau- und Verbindungstechnik, deren Stand und zukünftiges Potenzial. Herr Brock, Geschäftsführer des CiS Forschungsinstitutes, begrüßte alle Teilnehmenden des hybrid durchgeführten Workshops und gab einen kurzen Überblick über die Wertschöpfungskette des wirtschaftsnahen Forschungsinstitutes mit dem Schwerpunkt Aufbau- und Verbindungstechnik – dem Leitgedanken des Workshops.
Als Keynotespeaker erläuterten Mario von Podewils und Dr. Tino Jäger von der X-FAB Semiconductor Foundries GmbH in ihrem Tandemvortrag „Pure play foundry technologies for advanced heterogeneous system integration“ das Modell einer Foundry, um kundenspezifische Produktideen gewinnbringend umzusetzen. Hierbei sind neben ingenieurtechnischen Lösungen auch veränderte Bedingungen in der zukünftigen Arbeitswelt zu betrachten.
André Grün vom CiS Forschungsinstitut spannte in seinem Vortrag „Glasfritte-Bonden auf Bauteil und Waferlevel-Technologie und Charakterisierung“ den Bogen ausgehend vom Material über Glasfritte-Bonden auf Modul- und Wafer-Level bis hin zur Evaluierung einzelner mechanischer und elektrischer Parameter, beispielsweise Nullpunktstabilität und Langzeitverhalten. Zudem stellte er verschiedene Applikationen vor, unter anderen einen Drucksensor mit frontbündigem Medienkontakt (ohne Ölvorlage); bis 1000 bar, keramische und Edelstahlmembran-basierte Drucksensoren sowie verschiedene optische Filter und IR-Strahler.
In ihrem Beitrag “Fügetechnologie mit Reaktivschichtsystemen vom Chip zum Wafer” berichtete Dr. Indira Käpplinger, ebenfalls CiS Forschungsinstitut, über Ergebnisse aus dem aktuellen Forschungsprojektes „Optimierte reaktive Bondtechnologie auf der Basis neuartiger Zirkonium-Systeme für den Einsatz in der Mikrosystemtechnik“. In diesem IGF-Projekt lag der Schwerpunkt der Arbeiten am CiS Forschungsinstitut in der Überführung der Fügetechnologie auf Chiplevel in eine Waferbondtechnologie. Ausgehend von der zusätzlich erforderlichen Strukturierung ergaben sich weitere Fragestellungen zur Ausbreitungsgeschwindigkeit, geeigneten Verbindungsstrukturen zwischen den einzelnen Elementen genauso wie die Einbringung der „Zündquelle“ in den Waferbonder. Lösungsansätze wurden dargestellt einschließlich einer Prozessintegration für notwendige Stressausgleichsschichten oder Wärmebarrieren zwischen Reaktionsfront und Substrat.
Den Abschlussvortrag übernahm Prof. Knechtel, Professor für “Autonome Intelligente Sensoren“ an der Hochschule Schmalkalden und Stiftungsprofessur der Carl-Zeiss-Stiftung. Seine Zusammenfassung gab einen Überblick über komplette AVT Lösungen auf Waferebene mittels monolithischer MEMS-CMOS Integration, Wafer Bonden und Durchkontaktierungen und führte das Publikum auf eine spannende Reise durch die Anwendungen im Alltag und Industrie.
Der Schwerpunkt des Workshops lag auf dem Gebiet der siliziumbasierten Mikrosysteme. Alle Teilnehmenden waren sich einig: der Workshop hatte viele spannende Beiträge und bot auch reichlich Gelegenheit zum Austauschen, Netzwerken und Ideenschöpfen.
