Mikro- und optoelektronische Komponenten benötigen spezielle Aufbau- und Verbindungstechniken, um auch unter widrigsten Umweltbedingungen lange und zuverlässig funktionieren zu können. Insbesondere beim Aufbau von Modulen tritt immer wieder die Frage nach einem vakuumdichten Verschluss der Schaltung auf, welcher z.B. durch Löten erreicht werden kann.
Cicor Microelectronics, Radeberg
Cicor Microelectronics hat dazu ein neues und präzises Beschichtungsverfahren entwickelt – das Aufdampfen einer strukturierten Lotschicht aus AuSn. Im Prozess wird das Strukturieren der Lotschicht ähnlich der Verfahren wie sie in der Halbleitertechnologie zur Herstellung integrierter Schaltungen üblich sind, durchgeführt. Die Strukturierung erfolgt über einen sogenannten Lift-Off-Prozess, d.h. vor der Abscheidung befindet sich ein belichteter und entwickelter Photolack auf dem Substrat, der die Bereiche die kein AuSn erhalten sollen, schützt. Anschließend werden abwechselnd Gold- und Zinnschichten übereinander abgeschieden, die dann die eigentliche Lotschicht darstellen. Das Unternehmen liefert nach den Designvorgaben des Kunden, Standard – Lotschichten aus AuSn, welche bei ca. 300° C unter Druck verlötet werden. Die Standarddicke der AuSn-Lotschicht liegt bei ca. 5 µm, andere Stärken sind ebenfalls machbar. Wichtig erscheint die geringe AuSn-Schichtdicke, welche hilft, Materialspannungen zu vermeiden. Neben den bereits vorhandenen Packaginglösungen des Unternehmens bietet diese Variante folgende Vorteile in der Anwendung:
- Hermetisch dichte Verbindung
- Langzeitstabile Verbindung
- Stufenlöt-Konzepte
- Sehr flexible Auswahl an Trägermaterialien
- Integrationsmöglichkeit von anderen Funktionsschichten in das Dünnschicht-Design
- Gute Wärmeleitfähigkeit der Verbindung
- Flussmittelfreie Lötprozesse
- Es können bis zu 6“ Wafer verarbeitet werden.
Dank der Möglichkeit auch komplex strukturierte Lotschichten zu erzeugen, ist eine große Bandbreite der im Bereich Mikro- und Optoelektronik anstehenden Aufgaben zu bewältigen. Entsprechend vielseitig kann das strukturierte Aufdampfen von AuSn-Lot eingesetzt werden:
- Geeignete Lötverbindung von Laserdioden (Laser-Submounts), um ein Höchstmaß an Wärmeableitung zu erzielen
- Platzierung von opto-elektronischen Halbleiterbauelementen mit hoher Präzision
- Großflächige Kontaktierung von Bauelementen für Powermodulen auf Wärmesenken/TEC
- Verbindungen von metallisierten Keramiksubstraten oder Gläsern auf andere metallische Oberflächen
- Hermetisch dichte Gehäusetechniken zum Aufbringen von Rahmen oder Kappen auf Keramiksubstrate oder LTCC-Komponenten sowie Löten von Leadframes
- Verbindung von Wärmesenken mit Keramiksubstraten oder LTCC
- Spezielle Packaging-Lösung für MEMS.
Hierbei kommen unterschiedliche AuSn-Löttechnologien zum Einsatz, so zum Beispiel das Vakuumlöten, unter Schutzatmosphäre oder Löten mit Positionskontrolle. Basis sind die Lötverfahren der Lotpads auf Keramiksubstraten mit AuSn-Lotschicht, der AuSn-Lotpaste (gedruckt, zum Dispensen oder als Brazing-Fläche) sowie die AuSn-Lotpreforms.
Das Unternehmen ist eines der wenigen am Markt, das hier über große Erfahrung verfügt und somit hohe Prozesssicherheit und -stabilität beim Aufdampfen von AuSn-Lotstrukturen garantiert. Im Angebot steht die gesamte Prozesskette, von der Substratherstellung bis zu fertigen aufgebauten Modulen oder Submodulen inklusive Test/Screening.
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