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Vortrag

Anfertigung von Flächenschliffen zur Beurteilung von Verbindungsflächen bei elektronischen Aufbauten und Komponenten

Freitag (18.09.2020)
10:40 - 11:00 Uhr Metallographie

Zur Qualitätsbeurteilung elektronischer Aufbauten und Komponenten werden hauptsächlich Querschliffe angefertigt, um Details im Mikrometerbereich verlässlich darstellen zu können. Diese Querschliffe zeigen immer nur einen Teilbereich der Verbindung der Fügezone.

Es ist jedoch schwierig, größere Flächen planparallel zu präparieren.

Zur Anfertigung von präzisen Flächenschliffen wurde ein speziell dafür konfiguriertes Mikro- Schleifgerät (Typ: EXAKT 400CS) getestet.

Es wurden Schleif- und Polierversuche an verschiedenen elektronischen Komponenten durchgeführt und somit eine Tauglichkeit für den Einsatz im Bereich der Elektronik und Mikrosystemtechnik geprüft.

Eine Anwendung ist die Präparation von MEMS-Bauelementen (Micro-Electro-Mechanical Systems) und deren Komponenten. Bei diesen Bauteilen müssen aktive Strukturen vor Umwelteinflüssen (z.B. Temperatur, Feuchtigkeit, Druck und Oxidation) geschützt werden.

Dies geschieht durch einen gebondeten Rahmen der Silizium- bzw. Glaswafer miteinander verbindet. Diese Verbindungen müssen hermetisch dicht sein und bestehen aus Metall-

(z.B. Kupfer-Zinn, Gold-Zinn) bzw. Glas-Verbindungen. Die Verbindungszone darf keine Poren aufweisen, um die Hermitizität zu garantieren. Die Füge-Schichtdicken betragen oft nur wenige Mikrometer. Die Herausforderung bei der Anfertigung der Flächenschliffe besteht darin, diese dünne Fügezone auf einer maximalen Fläche darzustellen.

Ein zweites Anwendungsbeispiel betrifft die Beurteilung von Sinterverbindungen, bei denen Siliziumchips mit einem DCB (Direct Copper Bonding)- Substrat verbunden werden. Als Verbindungselement wird eine Silbersinterpaste verwendet. Die erzeugten Schichtdicken liegen im Bereich von 20µm, auch hier ist die Darstellung einer großen Fläche von großem Interesse. Sinterverbindungen sind porös. Diese Porosität ist ein Maß für die Güte der Verbindung. Es wurde ein Schleif- und Polierprozess entwickelt, um diese Sinterverbindung besser bewerten und optimieren zu können.

 

Sprecher/Referent:
Katja Reiter
Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT