10 Jahre Wafer- Veredelung

Pac Tech, Nauen

Bis zum Jahre 1997 wurden noch die Infrastruktur und teilweise die Rohflächen des Instituts genutzt, bis dann die völlige Separierung durch angemietete Räume in Berlin und etwas später durch Kauf eines Gebäudes im brandenburgischen Nauen kam. Der Standort Berlin deckt den Bereich Maschinenbau ab, hier werden die Geräte für Lotkugel-Platzierung und Laser-Reflow (Solder Ball Bumper SB2), und die nasschemischen Anlagen für das Nickel/Gold-Bumping (PacLine) hergestellt, sowie die dazugehörige Software entwickelt. In Nauen ist die Verwaltung und der gesamte Bereich der Dienstleistung rund um das Wafer Bumping (stromlos Ni/Au und Lotpastendruck), Ball Placement, Wafersägen, Waferdünnen und Flip-Chip-Assembly angesiedelt. Ein rasanter Aufstieg führte dazu, dass heute bereits 100 Mitarbeiter für das Unternehmen tätig sind, jeweils zu gleichen Teilen in Berlin und Nauen. Derzeit werden 10 bis 12 Auszubildende für den Berufsstand Mikrotechnologe, Mechatroniker und im kaufmännischen Bereich für die Zukunft gerüstet, im September ist ein neuer Jahrgang dazu gekommen. „Einige dieser Auszubildenden haben wir im Rahmen bzw. im Anschluss der Ausbildung übernommen“, erläutert dazu Thomas Oppert, Vice President Marketing und Sales des Unternehmens, das übrigens einer der Vorreiter im Ausbildungsberuf des Mikrotechnologen war.

Die Kunden sind hauptsächlich im Ausland zu finden, mit Augenmerk auf die Märkte in Fernost und USA, wo der prozentual höchste Anteil liegt, sowohl im Equipmentbereich als auch bei den Dienstleistungen. Diese Entwicklung hat sich seit Gründung fortgesetzt, so dass der deutsche und europäische Raum – von wenigen Kunden abgesehen – nach wie vor nicht maßgeblich ist. Es gibt zwar etliche Firmen, mit denen in Projekten oder als Dienstleister zusammengearbeitet wird, jedoch nach Aussagen von Herrn Oppert „nicht vergleichbar mit den Aktivitäten außerhalb Europas“. Das Produktportfolio hat sich nur wenig geändert:

Im Dienstleistungsbereich kommt das Schlagwort Wafer Bumping, das stromlose Nickel/Gold-Bumping, der Lotpasten-, also Schablonendruck mit dazugehörigem Umschmelzen und Reinigen etc. Etwas neuer ist das Sägen von Wafern und das Waferdünnen bis runter zu 150 µm Waferdicke sowie das Tape & Reel-Packaging. Der Kunde schickt Wafer zum prozessieren wie bumpen, sägen, vereinzeln, und die Chips werden nicht wie üblicherweise vor ein paar Jahren in Wafflepacks oder anderen vergleichbaren Verpackungen zum Kunden zurückgeschickt, sondern auf spezielle Tapes montiert und auf Spulen gewickelt. Die Lieferzeiten bewegen sich als Standardauftrag zwischen 1 und 2 Wochen, meist nach Absprache und abhängig vom Bedarf. Mehr Zeit, ca. 4 Wochen, benötigt da ein Neukunde, denn ein bereits im Auftrag gehandelter Wafertyp benötigt kein komplettes Setup mehr, da die Daten bereits vorhanden sind, gerade im Bereich stromlos Nickel/Gold-Bumping. Auch beim Lotpastendruck ist das Designen und Anfertigen der Schablonen, bei bereits prozessierten Wafertypen nicht mehr notwendig, was Kosten- und Zeitersparnis bedeutet. „Wir haben verschiedene Kunden, die bei uns im Bereich Dienstleistung 4000 bis 5000 Wafer im Monat prozessieren lassen, da geht es um ganz andere Turn-around-Zeiten. Im Rahmen dieser Aufträge werden die Wafer innerhalb von 3 Tagen nach Eintreffen wieder verschickt“, erklärt Thomas Oppert.

In der Produktpalette außerhalb des Dienstleistungssektors, im reinen Bereich des Equipments, ist nach wie vor der Solder Ball Bumper, also das Gerät zum Platzieren und Umschmelzen der Lotkugeln wichtigster Bestandteil. Hier gibt es mittlerweile drei Typen, ein semi-automatisches sowie zwei automatische Geräte mit verschiedenen Arbeitsbereichen, die auch kundenspezifisch umgearbeitet werden können. Sie sind mit Handlingsystemen oder Robotern ausgestattet, so dass Inline, bzw. von Kassette zu Kassette gearbeitet werden kann. Die Solder Ball Bumper sind primär nicht für die Bearbeitung von Wafern, sondern vielmehr für Substrate mit kleineren Anschlusszahlen und Rework sowie speziellen 3D-Kontaktierungen konzipiert. Die vorgefertigten Lotkugeln werden aus einem Magazin vereinzelt und über eine Kapillare unter Stickstoff platziert, zur gleichen Zeit erfolgt der Umschmelzprozess der Lotkugeln mittels Laserstrahl. Die Kugeln sind bereits umgeschmolzen und ein weiterer Umschmelzschritt ist nicht mehr notwendig. Vorteile liegen auch in der berührungslosen Kontaktierung, der Flexibilität hinsichtlich zahlreicher Kugelgrößen (80 µm bis 760 µm) und Lotmaterialien (SnPb, SnAg, SnAgCu, AuSn), sowie der Tatsache, dass kein Flussmittel verwendet wird.

Die PacLine ist ein Equipment für die nasschemische Prozessierung von Wafern bis 12“ mit stromlos Nickel/Gold auf Aluminium oder auch auf Kupfer. Es gibt verschiedene Anlagen von manuell bis vollautomatisch mit Roboter im System. Hier spielt der Durchsatz und Kostenfaktor eine Rolle: Im Vergleich zu herkömmlichen seriellen Bumpingprozessen ist das nasschemische Nickel/Gold-Verfahren ein paralleler maskenloser Prozess mit einem Durchsatz von bis zu 200 Wafern pro Stunde.

Der Laserplacer (Laplace) wurde speziell für die Flip-Chip-Kontaktierung auf flexible Substrate entwickelt. Der mit Glasfaserdruck arbeitende Laserbonder ermöglicht eine hohe Platziergenauigkeit und Wiederholbarkeit bei Laserverbindungen im Bereich der Mikroelektronik, und hat einen äußerst hohen Durchsatz. Durch eine integrierte Temperaturkontrolleinheit ist eine konstante Bondtemperatur, der am Endstück des Bondtools/Lichtwellenleiters in Wärme umgewandelten Laserenergie, gewährleistet. Der vollautomatische Laserplacer inklusive Handling-System findet seine Anwendung hauptsächlich im Bereich der Kontaktierung von LCD-Treibern und RFID wie z.B. Chipkarten und Transponder.

Ende der 90iger Jahre wurde begonnen, in USA ein Vertriebsbüro einzurichten, mit der Zielsetzung langfristig dort eine eigene Produktionsstätte zu installieren. Seit 2002 hat Pac Tech eine eigene Produktion in Santa Clara, Silicon Valley in Kalifornien. Hier wird das gesamte Dienstleistungsangebot von Deutschland, für den amerikanischen Raum angeboten mit der gesamten Infrastruktur und einem großen Reinraum samt nötigen, dem neuesten Stand entsprechendem Equipment für den Dienstleistungsbereich stromlos Nickel/Gold, Schablonendruck, Ball Placement, Gang Ball Placement etc. Das Produktportfolio ist ebenfalls identisch, wobei die USA mit ihren 12 Mitarbeitern differenziert zu betrachten ist: die Maschinen für den amerikanischen Raum werden in Deutschland gefertigt.

Durch das globale Agieren ist nicht alles von Deutschland aus zu bewältigen. Seit etlichen Jahren gibt es in Ländern wie Japan, Korea, Taiwan, Singapur, Malaysia, China und Thailand Vertriebsfirmen, die vor Ort Kontakte zum Kunden aufnehmen, pflegen und die Dienstleistungen des Unternehmens dort „an den Mann“ bringen.

In diesem Jahr wurde in Nauen ein weiteres Gebäude in direkter Nachbarschaft erworben, und zu Beginn des Jahres mit der Vergrößerung des Reinraums begonnen. Die Gesamtfläche des neuen Areals beträgt 10.000 m2, mit einem Produktionsbereich von 3000 m2 und einem Reinraumbereich der Klasse 10.000 von 600 m2. Nach Fertigstellung wird dann ein Durchbruch vom alten zum neuen Reinraum gemacht, so dass die Mitarbeiter durch eine Schleuse den anderen Bereich betreten können. Der neue Reinraum ist für eine komplett neue vollautomatische Nickel/Gold-Linie gedacht, die nach Fertigstellung die komplette Produktion für Wafer bis 12“ übernehmen soll. Die derzeit in Betrieb stehende Nickel/Gold-Linie, die bis zu 8“-Wafer bearbeiten kann und ebenfalls ein automatisches Roboterhandling-System hat, soll dann nur noch für Evaluierung und Kundenqualifikation sowie Entwicklungsarbeiten zur Verfügung stehen. Die neue Linie dagegen ist dann für eine Prozessierung von bis zu 600.000 Wafern im Jahr gedacht. Im Reinraumbereich werden neben der automatischen Linie für die stromlos Nickel/Gold-Metallisierung mehrere Drucker für den Lotpastendruck, Reflowöfen für das Umschmelzen von Lot, Geräte für die Flussmittelreinigung, zur Plasmaveraschung und -ätzen, Röntgeninspektionsequipment, Mikroskope zur Eingangskontrolle der Wafer sowie zur optischen Prozesskontrolle, Profillometer zur Höhenmessung der Bumps, Schertester für die Prüfung der Haftfestigkeit, eine Doppelspindel 8“-Wafersäge, Maskaligner sowie mehrere Solder Ball Bumper eingesetzt, die für die Dienstleistung genutzt werden. Aufgrund der hohen Anzahl der zu fertigenden Wafer, von denen ca. 90% fürs Ausland sind, wird 6 Tage in der Woche im Zweischicht-Betrieb gearbeitet, im Bedarfsfall auch 7 Tage in der Woche im Dreischicht-Betrieb. Bis zum Ende des Jahres wird der Standort Berlin aufgegeben und komplett nach Nauen übersiedeln, wo sich das Unternehmen als Pionier eines entstehenden Gewerbeparks sieht. Thomas Oppert ist zuversichtlich: „Anhand der jetzigen Auftragslage sieht es so aus, als wenn die nächsten Monate noch Einstellungen aufgrund der sehr guten Auftragslage getätigt werden.“ (dj)

EPP 447