ECRI Microelectronics

Fähigkeiten

Dicker Film

Dickschicht-Hybrid-Technologie ist eine weit verbreitete Technologie für die Herstellung einer Keramik oder einer anderen Art von Leiterplatten. Dickschichtsubstrate bilden aufgrund ihres hohen Integrationsgrades die Grundlage für High Density Packages (HDP).

In einer ersten Fertigungsphase werden die Strukturen mittels eines Siebdruckverfahrens auf das jeweilige Substratmaterial wie Aluminiumoxid (Al2O3) oder Aluminiumoxid (AIN) aufgebracht. Leiter, Widerstände, Isolierungen und Überglasuren können hergestellt werden. Als leitende Materialien werden im allgemeinen Gold, Silber und Platin oder Palladiumlegierungen verwendet. Die Standard-Dickschichtverfahren sind Drucken, Trocknen und Brennen. Der Brennvorgang bei ca. 850 ° C garantiert die endgültigen Filmeigenschaften wie elektrische Werte und Haftfestigkeit.

Die Dickschichttechnologie ermöglicht eine sehr einfache und flexible Herstellung von Multilayern mit mehreren leitfähigen Schichten auf der Vorder- und Rückseite des Substrats.

Mit dieser Technologie können minimale Strukturauflösungen von 80 - 100 μm erreicht werden.

Gedruckte Widerstände können auf ein Ausgangssignal einer Hybridschaltung getrimmt werden. Im Prinzip können alle elektronischen Komponenten auf einem Dickfilmsubstrat montiert werden. Daher sind sowohl lötbare als auch bondbare Oberflächen verfügbar.

Leistungen

Die Vorteile gegenüber herkömmlichen Leiterplatten liegen in den thermischen und elektrischen Eigenschaften des Dickschicht-Substratmaterials. Keramiken sind sehr gut wärmeleitend und daher als eines der Chip-Basismaterialien optimal auf die TCE von Silizium abgestimmt. Die oben genannten Strukturauflösungen und die Integration von gedruckten, passiven Bauelementen ermöglichen eine Schaltungsminiaturisierung.

Anwendungen

Aufgrund der positiven Eigenschaften des keramischen Grundmaterials werden Dickschichtschaltungen vorrangig in Bereichen eingesetzt, die durch raue Umgebungsbedingungen (hohe / niedrige Temperaturen, Temperaturwechsel, Feuchtigkeit, Vibrationen, Beschleunigungen usw.) gekennzeichnet sind. Diese Technologie erfüllt die Anforderungen höchster Integration, Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Umweltverträglichkeit.

Anwendungsgebiete sind Industrieelektronik, Medizinelektronik sowie Automobil- und Luftfahrtindustrie.

Verarbeiten

Siebdruck

screen-printing

Sintern

sintering

Schichtdickenprüfung

layer-thickness-testing

Lasertrimmen


laser-trimming

Montagezentrum

assembly-center

Verbindung

bonding


ECRIM Dickfilm Produktlinie Fähigkeit

Line-width/Space               125 um /100um

Substrates                     Al2O3,  ALN

Conductors               Au,  Ag,  PtAg,  PaAg,  PtPaAu

Bonding                      Au, Si-Al

Hermetic sealed                Metal Package

Resistors’s tolerence             ≤±1%

Resistor TCR                   ±100ppm/℃

Resistor Tracking                ±25ppm/℃

Ω/Sq Resistor Range              1-10M                

Number of multilayers            6 (up)

Size of substrates                120mmx120mm (up)

Inspection standard              MIL-PRF-38534  CLASS H

Annual Total output : 1,000,000 units





Dünner Film

Dünnfilm beschreibt eine Technologie zur Herstellung einer hochauflösenden Leiterplatte auf Basis eines keramischen oder anderen Substrats. Dünnschichtsubstrate bilden aufgrund ihres hohen Integrationsgrades die Grundlage für High Density Packages (HDP).

Der Strukturierungsprozess ist vergleichbar mit einer herkömmlichen Leiterplatte. Die Haft-, Widerstands- und Metallisierungsfilme werden unter Verwendung von Sputtertechniken auf der Substratoberfläche abgeschieden. Diese Metallisierungstechnologie gewährleistet eine optimale Haftung der Folien auf dem Substrat. In den nachfolgenden photolithographischen und Ätzprozessen werden diese Filme entsprechend den Layout-Anforderungen strukturiert. Bei Bedarf ist eine galvanische Beschichtung der Leiter möglich. Abhängig von der Schichtdicke können minimale Strukturauflösungen von 5 - 20 μm erreicht werden. Mit den entsprechenden Material- und Oberflächenkombinationen können lötbare und bondfähige Oberflächen hergestellt werden. Dies ermöglicht die Verwendung unterschiedlichster Komponenten bis hin zu einer Bare-Die-Montage. Die in dem Dünnfilm erzeugten Widerstände können auf einen festen Wert oder gemäß einem Ausgangssignal einer Hybridschaltung getrimmt werden.

Leistungen
Die Vorteile gegenüber herkömmlichen Leiterplatten sind die thermischen und elektrischen Eigenschaften des Substratmaterials sowie die feinen Linienmöglichkeiten. Das keramische Basismaterial ist sehr gut wärmeleitend und als eines der Chip-Basismaterialien optimal auf die TCE von Silizium abgestimmt. Mit den oben genannten Strukturauflösungen können wesentlich höhere Packungs- und Funktionsdichten erreicht werden als auf einer herkömmlichen Leiterplatte.

Anwendungen
Dünnschichtschaltungen erfüllen höchste Anforderungen in Bezug auf Zuverlässigkeit, Lebensdauer und Umweltverträglichkeit. Sie werden hauptsächlich in den Datenkommunikationseinheiten des Automobilbaus, der Telekommunikation, der Medizin- und der Raumfahrtelektronik verwendet. Durch die reproduzierbaren elektrischen Eigenschaften des Basissubstrats und die hohe und präzise Strukturauflösung eignet sich diese Technologie besonders für Hochfrequenzanwendungen.

ECRIM-Dünnschichtprodukt-Fähigkeit

ECRI Microelectronics übernimmt die Bearbeitung von Dünnschichtprodukten mit unterschiedlichen Waferdicken, bietet verschiedene kundenspezifische Dienstleistungen, Auftragsbearbeitung und Prozesslösungen von Dünnschichtprodukten, hat Verarbeitungsmöglichkeiten wie Dünnschichtverdampfung, Sputtern, Laserätzen, Galvanisieren, Laser Widerstandsabschneiden, Waferschneiden usw. und können Verfahrensdesignschemata für Dünnfilmprodukte bereitstellen.


Wir bieten Designschemata und Produkte verschiedener Arten von Dünnfilm-Widerstands-und Widerstandsnetzwerk und Dünnfilm-Dämpfungsschicht und können OEM-Verarbeitung von verschiedenen Arten von Keramikfilmwafer und Mikrowellenwafer bereitstellen. Wir haben mit vielen Mikrowellenentwurfseinheiten zusammengearbeitet, und die Frequenz des hergestellten Mikrowellenwafers kann 40G Hz erreichen. Unsere Dünnschichtausrüstung und -produkte nehmen eine führende Position in der Branche ein, die Dünnschicht-Produktionslinie hat die ISO9001: 2002-Zertifizierung bestanden, und die Qualität unserer Produkte erfüllt die Anforderungen der allgemeinen Spezifikation für hybride integrierte Schaltung (MIL-PRF-38534).


Tabelle 1 Eigenschaften und allgemeine Anwendungen von Wafermaterialien für Dünnfilm

Wafer material

Dielectric constant and tolerance

Thermal expansion coefficient (ppm/oK)

Aluminum nitride (AlN)

8.85 +/- 0.35 @ 1 MHz

4.6

Aluminum oxide 99.6% (Al2O3 )

9.9 +/- 0.15 @ 1 MHz

6.5

* Other wafers can be customized separately as per customer’s demand.

Tabelle 2 Die empfohlene Applikationsmethode für Dünnschicht-Wafer

Frequency

Recommended thickness

Recommended dimensions of wafer (inch)

≤6 GHz

0.635mm

3 x 3

≤18 GHz

0.380mm

3 x 3

≤40 GHz

0.250mm

3 x 3

>40 GHz

0.125mm

2 x 2



Tabelle 3 Referenzwerte für den Entwurf üblicher Dünnschichtschaltungen


Parameter

Typical index

Limit index

Remarks

Wire width/line spacing

≥25μm

10μm

 

Bore size

≥500μm

250μm

Laser cutting

Line precision

3μm

2μm

 

Graphic margin

≥127μm

50μm

 

Resistance precision

≤±10%

±0.1%

Laser resistance trimming (medium resistance)

Thickness of metal layer

≥1μm

3μm

 


LTCC
LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramic) ist ein keramischer Verdrahtungsträger mit einer mehrschichtigen Struktur. Ein flexibler Rohstoff (Green Tape) wird als Basis verwendet. Dieser ungesinterte Film besteht aus einer Mischung von Glas, Keramik und organischen Lösungsmitteln. Die Firmen Heraeus, DuPont und Ferro zum Beispiel liefern diesen Rohstoff.

Bei der Herstellung einer LTCC-Keramik wird durch das Schneiden der Green Tapes eine entsprechende Anzahl von Schichten gestartet. Vor ihrer Weiterverarbeitung benötigen einige Materialien einen zusätzlichen Temper-Prozess bei ca. 120 ° C. In einem zweiten Schritt werden die verschiedenen Schichten mechanisch bearbeitet. Dies bedeutet, dass die Einstell- und Durchkontaktierungen (Vias) in die Bänder eingestanzt sind. Es folgt ein Via-Filling-Druck und das Aufbringen der Metallisierungen, Widerstände und der weiteren Folien im Dickfilm-Siebdruck-Verfahren. Die üblichen leitenden Materialien sind Gold-, Silber-, Platin- und Palladiumlegierungen. Das Einspritzen der Schichten und das anschließende Sintern bei ca. 850 ° C - 900 ° C ergeben die fertigen Multilagen. Das Sintern bewirkt, dass das LTCC-Material um etwa 12% in der x / y-Richtung und um 17% in der z-Richtung schrumpft. Insbesondere die Schrumpfung auf der x / y-Ebene beeinflusst die Einhaltung der Strukturgenauigkeit negativ. Um dies zu verhindern, wurde ein Schrumpfmaterial für die x / y-Richtung (0,1%) entwickelt. Dieser positive Effekt wird durch eine Kombination speziell entwickelter Bandmaterialien erreicht. Beim Einsatz dieses Materials darf die Zunahme der Schwindung in z-Richtung (ca. 45%), insbesondere bei der Verwendung von Löchern und Ausschnitten, nicht vernachlässigt werden. Wenn dies in der Konstruktions- und Verarbeitungsphase beobachtet wird, ist das 0-Schrumpfband im Vergleich zum herkömmlichen LTCC-Bandmaterial ein Fortschritt.

Leistungen
Die Möglichkeit, die Schichten vor dem Sintern einzeln und auf unterschiedliche Weise zu bearbeiten, ermöglicht es, den LTCC auch als Verpackungsbauelement zu verwenden. Auf diese Weise können Hohlräume, Kanäle und andere Formen erreicht werden. Diese Technologie ermöglicht es, Multilayer-Strukturen auf einfache Weise mit integrierten passiven Bauelementen zu realisieren. LTCC besitzt neben der Wärmeleitfähigkeit auch die gleichen positiven Eigenschaften wie Dickschichtschaltungen. Die Ableitung von Abwärme muss ggf. über thermische Vias erfolgen.

Line-width/space                              75um

Line accuracy                                 ≤±5 um

Camber                                        <3mil/in

Embedded component                            resistors, capacitors, inductors

Number of layers                              30(up)

Tape Choice                                   Dupont 951/943   Ferro A6S/M,  Heraeus

Via Size(Min)                                 100 um

Conductor Material                            Ag, Au, Hybrid system

Cavity                                        Open / Embedded

Via Materail                                  Ag, Au, Transitional material

Thermal Via                                   Optional

Size of substrates                            150mmx150mm  (up)

Inspection of  I/O                            Automatic Test and Vision Inspection

Inspection standard                           MIL-PRF-38534  CLASS H

Annual Total output of LTCC Substrate         5,000,000cm2



HTCC

Was ist HTCC?
HTCC (High Temperature Co-fired Ceramic), bei dem eine hochschmelzende Metall-Heizwiderstandspaste aus Wolfram, Molybdän, Molybdän und Mangan verwendet wird, wird auf 92 bis 96% Aluminiumoxid-Gusskeramik gemäß den Anforderungen des Wärmekreislauf-Designs gedruckt. Auf dem Grünkörper werden dann 4 bis 8% des Sinterhilfsmittels laminiert und bei 1500 bis 1600ºC bei einer hohen Temperatur gebrannt. Daher hat es die Vorteile der Korrosionsbeständigkeit, hohe Temperaturbeständigkeit, lange Lebensdauer, hohe Effizienz und Energieeinsparung, gleichmäßige Temperatur, gute Wärmeleitfähigkeit und schnelle thermische Kompensation und ist frei von Blei, Cadmium, Quecksilber, sechswertigem Chrom, polybromierten Biphenylen, Polybromierte Diphenylether, etc. Stoff, in Übereinstimmung mit der EU RoHS und anderen Umweltanforderungen. Aufgrund der hohen Brenntemperatur kann HTCC keine niedrig schmelzenden Metallmaterialien wie Gold, Silber, Kupfer usw. verwenden und muss feuerfeste Metallmaterialien wie Wolfram, Molybdän, Mangan usw. verwenden. Diese Materialien haben eine geringe Leitfähigkeit und verursachen ein Signal Verzögerung und andere Defekte, so ist es nicht geeignet für ein Substrat für Hochgeschwindigkeits- oder Hochfrequenz-Mikromontage-Schaltungen. Das HTCC-Substrat hat jedoch die Vorteile einer hohen strukturellen Festigkeit, einer hohen Wärmeleitfähigkeit, einer guten chemischen Stabilität und einer hohen Verdrahtungsdichte. HTCC Keramikheizfolie ist eine neue Art von hocheffizientem Umweltschutz und energiesparendem Keramikheizelement. Die Produkte sind im täglichen Leben, industrielle und landwirtschaftliche Technologie, Militär, Wissenschaft, Kommunikation, Medizin, Umweltschutz, Luft- und Raumfahrt und vielen anderen Bereichen weit verbreitet.

Die Klassifizierung von HTCC
Unter den gemeinsam gebrannten Hochtemperaturkeramiken werden hauptsächlich Keramiken verwendet, die hauptsächlich aus Aluminiumoxid und Aluminiumnitrid bestehen. Aluminiumoxid-Keramik-Technologie ist eine relativ ausgereifte Mikroelektronik-Verpackungstechnologie. Es besteht aus 92 bis 96% Aluminiumoxid plus 4 bis 8% Sinterhilfsmittel bei 1500-1700ºC. Das Drahtmaterial ist Wolfram und Molybdän. feuerfeste Metalle wie Molybdän-Mangan. Die Nachteile von Aluminiumnitrid-Substraten sind:
(1) Der Verdrahtungsleiter hat einen hohen spezifischen Widerstand und einen großen Signalübertragungsverlust;
(2) hohe Sintertemperatur und hoher Energieverbrauch;
(3) Die dielektrische Konstante ist höher als diejenige des bei niedriger Temperatur gebrannten keramischen dielektrischen Materials;
(4) Nachdem das Aluminiumnitrid-Substrat mit einem Leiter wie Wolfram oder Molybdän zusammen gebrannt wurde, ist seine Wärmeleitfähigkeit verringert;
(5) Der Außenleiter muss mit Nickel plattiert werden, um ihn vor Oxidation zu schützen, während die elektrische Leitfähigkeit der Oberfläche erhöht wird und eine Metallisierungsschicht bereitgestellt wird, die zum Drahtbonden und Löten von Bauteilen geeignet ist.