Heraeus Printed Electronics
Der stetige Trend zur Miniaturisierung von Komponenten in Kombination mit der zunehmenden Nachfrage nach selektiven Beschichtungen in der Elektronikverpackung erfordert neue Lösungen für vielseitige konforme Metallbeschichtungen. Die Fertigung mit den etablierten Sputter- oder Plattierungstechnologien erfordert zusätzliche komplexe Maskierungsschritte, was die Prozesse teuer macht und zu hohem Materialverlust führt.
Heraeus Printed Electronics bietet eine Lösung für die maskenlose Abscheidung von MOD-Metalltinten für Halbleiteranwendungen, die selektive, funktionale metallische Beschichtungen in einem einzigen Prozessschritt ermöglicht. Die neue Lösung besteht aus einer speziellen partikelfreien Silbertinte, einem Drucker und einem Fertigungsverfahren, das den Tintenstrahldruck für die 2,5D-selektive Beschichtung verwendet. Nachdem der Tintenstrahldruck lange Zeit in der Grafikindustrie etabliert war, bietet die Heraeus-Technologie neue Gestaltungsfreiheit für die effiziente Herstellung von funktionalen metallischen Beschichtungen in der Halbleiterindustrie. Die maskenlose selektive und präzise Abscheidung der Silbertinte auf spezifische Bereiche der Komponenten vermeidet überschüssiges Material und minimiert Abfall, ohne den Einsatz von nasschemischen Prozessen, was diesen Prozess umweltfreundlich macht. Die Heraeus-Lösung hat einen zehnfach geringeren Stromverbrauch im Vergleich zum Sputtern, was zu einer viel besseren CO2-Bilanz führt. Etablierte Sputter- oder Plattierungstechnologien sind energieintensive Mehrschritt-Prozesse. Durch die zunehmende Nachfrage nach selektiven Beschichtungen in Kombination mit der Miniaturisierung von Komponenten sind komplexe Maskierungsschritte erforderlich, die die Prozesse teuer machen und den Materialabfall hoch halten.
Die vollständige Systemlösung von Heraeus, Prexonics®, ermöglicht maßgeschneiderte dünne Metallisierungsschichten im Bereich von 150 nm bis 3 µm mit einer Leitfähigkeit von 20-50% von Silber in Massivform. Der industrielle Tintenstrahldrucker verarbeitet Magazine von 300 mm Ringträgern, auf denen die zu beschichtenden Komponenten platziert sind. Alle Prozessschritte sind automatisiert und inline: Vorbehandlung der Komponenten, Tintenstrahldruck der MOD-Metalltinte und Sintern zu einem metallischen Silberfilm. Das Werkzeug erfüllt die Standards der Halbleiterindustrie und seine Fähigkeit zur Massenproduktion ist bewiesen.
Dieses additive Fertigungsverfahren eignet sich besonders für die EMI-Abschirmung von Halbleiterpaketen, um die Signalintegrität in 5G-Anwendungen zu sichern. Der digitale Druck über Tintenstrahl erhöht die Gestaltungsfreiheit dank maskenloser selektiver Beschichtung von Packungsoberseiten, Seitenwänden (z.B. mit Abstandshaltern) sowie Gräben für die Fachabschirmung. Abschirmungseffektivitätsstudien, die an einem renommierten Fachinstitut durchgeführt wurden, bestätigen, dass der aufgetragene Silberfilm mit einer Dicke von 2 µm, der im idealen, materialsparenden Seitenverhältnis von 1:1 (Seitenwand zur Oberseite) inkjetbeschichtet wird, eine hervorragende Abschirmleistung bietet.
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