Herstellung und Fertigung von Mikroelektronik und Halbleitern

Viele unserer Nanofertigungs-, Mikrofertigungs- und Mesofertigungstechniken und -prozesse, die unter den anderen Menüs erklärt werden, können für MICROELECTRONICS MANUFACTURING too verwendet werden. Aufgrund der Bedeutung der Mikroelektronik in unseren Produkten konzentrieren wir uns hier jedoch auf die fachspezifischen Anwendungen dieser Verfahren. Prozesse im Zusammenhang mit der Mikroelektronik werden allgemein auch als SEMICONDUCTOR FABRICATION processes bezeichnet. Unsere Design- und Fertigungsdienstleistungen für Halbleitertechnik umfassen:

 

 

 

- Design, Entwicklung und Programmierung von FPGA-Boards

 

- Microelectronics Foundry Services: Design, Prototyping und Fertigung, Dienstleistungen von Drittanbietern

 

- Vorbereitung von Halbleiterwafern: Dicing, Backgrinding, Thinning, Reticle Placement, Die Sorting, Pick and Place, Inspektion

 

- Mikroelektronisches Gehäusedesign und -herstellung: Sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Herstellung

 

- Semiconductor IC Assembly & Packaging & Test: Die, Wire and Chip Bonding, Encapsulation, Assembly, Marking and Branding

 

- Leadframes für Halbleiterbauelemente: Sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Fertigung

 

- Design und Herstellung von Kühlkörpern für die Mikroelektronik: Sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Herstellung

 

- Sensor- und Aktuatordesign und -herstellung: Sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Herstellung

 

- Design und Herstellung von optoelektronischen und photonischen Schaltungen

 

 

 

Lassen Sie uns die Herstellungs- und Testtechnologien für Mikroelektronik und Halbleiter genauer untersuchen, damit Sie die von uns angebotenen Dienstleistungen und Produkte besser verstehen.

 

 

 

FPGA-Board-Design, -Entwicklung und -Programmierung: Feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGAs) sind umprogrammierbare Siliziumchips. Im Gegensatz zu Prozessoren, die Sie in PCs finden, wird beim Programmieren eines FPGAs der Chip selbst neu verdrahtet, um die Funktionalität des Benutzers zu implementieren, anstatt eine Softwareanwendung auszuführen. Mit vorgefertigten Logikblöcken und programmierbaren Routing-Ressourcen können FPGA-Chips so konfiguriert werden, dass sie benutzerdefinierte Hardwarefunktionen implementieren, ohne ein Steckbrett und einen Lötkolben zu verwenden. Digitale Computeraufgaben werden in Software ausgeführt und zu einer Konfigurationsdatei oder einem Bitstrom kompiliert, der Informationen darüber enthält, wie die Komponenten miteinander verdrahtet werden sollten. FPGAs können verwendet werden, um jede logische Funktion zu implementieren, die ein ASIC ausführen könnte, und sind vollständig rekonfigurierbar und können durch Neukompilieren einer anderen Schaltungskonfiguration eine völlig andere „Persönlichkeit“ erhalten. FPGAs vereinen die besten Teile anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (ASICs) und prozessorbasierter Systeme. Diese Vorteile umfassen Folgendes:

 

 

 

• Schnellere I/O-Antwortzeiten und spezialisierte Funktionalität

 

• Überschreitung der Rechenleistung digitaler Signalprozessoren (DSPs)

 

• Rapid Prototyping und Verifikation ohne den Herstellungsprozess von kundenspezifischen ASICs

 

• Implementierung benutzerdefinierter Funktionen mit der Zuverlässigkeit dedizierter deterministischer Hardware

 

• Vor Ort aktualisierbar, wodurch die Kosten für die Neugestaltung und Wartung von kundenspezifischen ASICs entfallen

 

 

 

FPGAs bieten Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit, ohne dass große Stückzahlen erforderlich sind, um die hohen Vorabkosten für kundenspezifisches ASIC-Design zu rechtfertigen. Reprogrammierbares Silizium hat auch die gleiche Flexibilität wie Software, die auf prozessorbasierten Systemen läuft, und ist nicht durch die Anzahl der verfügbaren Prozessorkerne begrenzt. Im Gegensatz zu Prozessoren sind FPGAs von Natur aus wirklich parallel, sodass verschiedene Verarbeitungsvorgänge nicht um dieselben Ressourcen konkurrieren müssen. Jede unabhängige Verarbeitungsaufgabe ist einem dedizierten Abschnitt des Chips zugeordnet und kann autonom ohne Einfluss von anderen Logikblöcken funktionieren. Dadurch wird die Leistung eines Teils der Anwendung nicht beeinträchtigt, wenn mehr Verarbeitung hinzugefügt wird. Einige FPGAs haben zusätzlich zu den digitalen Funktionen analoge Eigenschaften. Einige gängige analoge Funktionen sind die programmierbare Anstiegsgeschwindigkeit und Antriebsstärke an jedem Ausgangspin, die es dem Techniker ermöglichen, langsame Raten für leicht belastete Pins einzustellen, die andernfalls inakzeptabel klingeln oder koppeln würden, und stärkere, schnellere Raten für stark belastete Pins bei hoher Geschwindigkeit einzustellen Kanäle, die sonst zu langsam laufen würden. Ein weiteres relativ häufiges analoges Merkmal sind Differenzkomparatoren an Eingangspins, die für den Anschluss an Differenzsignalkanäle ausgelegt sind. Einige Mixed-Signal-FPGAs verfügen über integrierte periphere Analog-Digital-Wandler (ADCs) und Digital-Analog-Wandler (DACs) mit analogen Signalkonditionierungsblöcken, die es ihnen ermöglichen, als System-on-a-Chip zu arbeiten.

 

 

 

Kurz gesagt, die 5 wichtigsten Vorteile von FPGA-Chips sind:

 

1. Gute Leistung

 

2. Kurze Markteinführungszeit

 

3. Niedrige Kosten

 

4. Hohe Zuverlässigkeit

 

5. Langfristige Wartungsfähigkeit

 

 

 

Gute Leistung – Mit ihrer Fähigkeit, Parallelverarbeitung zu ermöglichen, haben FPGAs eine bessere Rechenleistung als digitale Signalprozessoren (DSPs) und erfordern keine sequentielle Ausführung als DSPs und können mehr pro Taktzyklus erreichen. Die Steuerung von Ein- und Ausgängen (E/A) auf Hardwareebene bietet schnellere Reaktionszeiten und spezialisierte Funktionen, um die Anwendungsanforderungen genau zu erfüllen.

 

 

 

Kurze Markteinführungszeit – FPGAs bieten Flexibilität und Rapid-Prototyping-Fähigkeiten und damit eine kürzere Markteinführungszeit. Unsere Kunden können eine Idee oder ein Konzept testen und in Hardware verifizieren, ohne den langen und teuren Herstellungsprozess des kundenspezifischen ASIC-Designs durchlaufen zu müssen. Wir können inkrementelle Änderungen implementieren und ein FPGA-Design innerhalb von Stunden statt Wochen iterieren. Kommerzielle Standardhardware ist auch mit verschiedenen I/O-Typen erhältlich, die bereits mit einem benutzerprogrammierbaren FPGA-Chip verbunden sind. Die wachsende Verfügbarkeit von High-Level-Softwaretools bietet wertvolle IP-Kerne (vorgefertigte Funktionen) für erweiterte Steuerungs- und Signalverarbeitung.

 

 

 

Niedrige Kosten – Die einmaligen Engineering-Kosten (NRE) von kundenspezifischen ASIC-Designs übersteigen die von FPGA-basierten Hardwarelösungen. Die große Anfangsinvestition in ASICs kann für OEMs gerechtfertigt sein, die viele Chips pro Jahr produzieren, jedoch benötigen viele Endbenutzer kundenspezifische Hardwarefunktionen für die vielen Systeme in der Entwicklung. Unser programmierbares Silizium-FPGA bietet Ihnen etwas ohne Herstellungskosten oder lange Vorlaufzeiten für die Montage. Die Systemanforderungen ändern sich häufig im Laufe der Zeit, und die Kosten für inkrementelle Änderungen an FPGA-Designs sind im Vergleich zu den hohen Kosten für die Neuausrichtung eines ASIC vernachlässigbar.

 

 

 

Hohe Zuverlässigkeit – Software-Tools stellen die Programmierumgebung bereit und die FPGA-Schaltung ist eine echte Implementierung der Programmausführung. Prozessorbasierte Systeme umfassen im Allgemeinen mehrere Abstraktionsebenen, um die Aufgabenplanung zu unterstützen und Ressourcen zwischen mehreren Prozessen gemeinsam zu nutzen. Die Treiberschicht steuert die Hardwareressourcen und das Betriebssystem verwaltet den Arbeitsspeicher und die Prozessorbandbreite. Für einen bestimmten Prozessorkern kann jeweils nur eine Anweisung ausgeführt werden, und prozessorbasierte Systeme sind ständig dem Risiko ausgesetzt, dass zeitkritische Aufgaben einander zuvorkommen. FPGAs, die keine Betriebssysteme verwenden, werfen mit ihrer echten parallelen Ausführung und deterministischer Hardware, die jeder Aufgabe gewidmet ist, minimale Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit auf.

 

 

 

Langfristige Wartungsfähigkeit - FPGA-Chips sind vor Ort aufrüstbar und erfordern nicht die Zeit und die Kosten, die mit der Neugestaltung von ASIC verbunden sind. Beispielsweise haben digitale Kommunikationsprotokolle Spezifikationen, die sich im Laufe der Zeit ändern können, und ASIC-basierte Schnittstellen können Probleme bei der Wartung und der Vorwärtskompatibilität verursachen. Im Gegenteil, rekonfigurierbare FPGA-Chips können mit eventuell notwendigen zukünftigen Modifikationen Schritt halten. Wenn Produkte und Systeme ausgereift sind, können unsere Kunden funktionale Erweiterungen vornehmen, ohne Zeit für die Neugestaltung der Hardware und die Änderung der Platinenlayouts aufwenden zu müssen.

 

 

 

Mikroelektronik-Foundry-Services: Unsere Mikroelektronik-Foundry-Services umfassen Design, Prototyping und Fertigung sowie Dienstleistungen von Drittanbietern. Wir unterstützen unsere Kunden während des gesamten Produktentwicklungszyklus – von der Designunterstützung über das Prototyping bis hin zur Fertigungsunterstützung von Halbleiterchips. Unser Ziel bei Design-Support-Services ist es, einen auf Anhieb richtigen Ansatz für digitale, analoge und Mixed-Signal-Designs von Halbleitergeräten zu ermöglichen. Beispielsweise sind MEMS-spezifische Simulationswerkzeuge verfügbar. Fabriken, die 6- und 8-Zoll-Wafer für integrierte CMOS und MEMS verarbeiten können, stehen Ihnen zur Verfügung. Wir bieten unseren Kunden Designunterstützung für alle wichtigen EDA-Plattformen (Electronic Design Automation) und liefern korrekte Modelle, Prozessdesign-Kits (PDK), analoge und digitale Bibliotheken sowie Design-for-Manufacturing-Unterstützung (DFM). Wir bieten zwei Prototyping-Optionen für alle Technologien an: den Multi Product Wafer (MPW)-Service, bei dem mehrere Geräte parallel auf einem Wafer verarbeitet werden, und den Multi Level Mask (MLM)-Service mit vier Maskenebenen, die auf demselben Retikel gezeichnet werden. Diese sind günstiger als das Vollmasken-Set. Der MLM-Service ist im Vergleich zu den festen Terminen des MPW-Service sehr flexibel. Unternehmen ziehen es möglicherweise aus einer Reihe von Gründen vor, Halbleiterprodukte an eine Mikroelektronik-Gießerei auszulagern, darunter die Notwendigkeit einer zweiten Quelle, die Nutzung interner Ressourcen für andere Produkte und Dienstleistungen, die Bereitschaft, ohne Fabless zu arbeiten und das Risiko und die Belastung durch den Betrieb einer Halbleiterfabrik zu verringern usw. AGS-TECH bietet Mikroelektronik-Fertigungsprozesse mit offener Plattform, die für kleine Waferserien sowie für die Massenfertigung herunterskaliert werden können. Unter bestimmten Umständen können Ihre vorhandenen Mikroelektronik- oder MEMS-Fertigungswerkzeuge oder vollständigen Werkzeugsätze als konsignierte Werkzeuge oder verkaufte Werkzeuge von Ihrer Fabrik an unseren Fabrikstandort übertragen werden, oder Ihre vorhandenen Mikroelektronik- und MEMS-Produkte können unter Verwendung offener Plattformprozesstechnologien neu gestaltet und auf portiert werden ein Prozess, der in unserer Fabrik verfügbar ist. Dies ist schneller und kostengünstiger als ein individueller Technologietransfer. Auf Wunsch können jedoch bestehende Mikroelektronik-/MEMS-Fertigungsprozesse des Kunden übertragen werden.

 

 

 

Vorbereitung von Halbleiterwafern: Auf Wunsch des Kunden führen wir nach der Mikrofabrikation der Wafer Dicing, Backgrinding, Thinning, Reticle Placement, Die Sorting, Pick and Place und Inspektionsvorgänge an Halbleiterwafern durch. Die Halbleiterwafer-Verarbeitung umfasst die Messtechnik zwischen den verschiedenen Verarbeitungsschritten. Beispielsweise werden auf Ellipsometrie oder Reflektometrie basierende Dünnschichttestverfahren verwendet, um die Dicke des Gate-Oxids sowie die Dicke, den Brechungsindex und den Extinktionskoeffizienten von Photoresist und anderen Beschichtungen genau zu kontrollieren. Wir verwenden Testgeräte für Halbleiterwafer, um zu überprüfen, ob die Wafer durch vorherige Verarbeitungsschritte bis zum Test nicht beschädigt wurden. Sobald die Front-End-Prozesse abgeschlossen sind, werden die mikroelektronischen Halbleitervorrichtungen einer Vielzahl von elektrischen Tests unterzogen, um festzustellen, ob sie richtig funktionieren. Wir beziehen uns auf den Anteil an mikroelektronischen Bauelementen auf dem Wafer, der sich als „Ausbeute“ erwiesen hat. Das Testen von Mikroelektronikchips auf dem Wafer erfolgt mit einem elektronischen Tester, der winzige Sonden gegen den Halbleiterchip drückt. Die automatisierte Maschine markiert jeden fehlerhaften Mikroelektronikchip mit einem Tropfen Farbstoff. Wafer-Testdaten werden in einer zentralen Computerdatenbank erfasst und Halbleiterchips werden gemäß vorgegebenen Testgrenzen in virtuelle Behälter sortiert. Die resultierenden Binning-Daten können auf einer Waferkarte grafisch dargestellt oder protokolliert werden, um Herstellungsfehler zu verfolgen und schlechte Chips zu markieren. Diese Karte kann auch während der Wafermontage und -verpackung verwendet werden. Beim abschließenden Testen werden Mikroelektronik-Chips nach dem Verpacken erneut getestet, da möglicherweise Bonddrähte fehlen oder die analoge Leistung durch das Gehäuse verändert werden kann. Nachdem ein Halbleiterwafer getestet wurde, wird er typischerweise in seiner Dicke reduziert, bevor der Wafer eingekerbt und dann in einzelne Chips zerbrochen wird. Dieser Prozess wird Halbleiterwafer-Dicing genannt. Wir verwenden automatisierte Pick-and-Place-Maschinen, die speziell für die Mikroelektronikindustrie hergestellt wurden, um die guten und schlechten Halbleiterchips auszusortieren. Nur die guten, unmarkierten Halbleiterchips werden verpackt. Als Nächstes montieren wir im Mikroelektronik-Kunststoff- oder Keramikverpackungsprozess den Halbleiterchip, verbinden die Chippads mit den Pins auf dem Gehäuse und versiegeln den Chip. Winzige Golddrähte werden verwendet, um die Pads mit automatisierten Maschinen mit den Pins zu verbinden. Chip Scale Package (CSP) ist eine weitere Verpackungstechnologie für Mikroelektronik. Ein Kunststoff-Dual-Inline-Gehäuse (DIP) ist wie die meisten Gehäuse um ein Vielfaches größer als der eigentliche Halbleiterchip, der darin platziert ist, während CSP-Chips fast so groß sind wie der Mikroelektronikchip. und ein CSP kann für jeden Chip konstruiert werden, bevor der Halbleiterwafer zerteilt wird. Die verpackten Mikroelektronikchips werden erneut getestet, um sicherzustellen, dass sie während des Verpackens nicht beschädigt wurden und dass der Chip-zu-Pin-Verbindungsprozess korrekt abgeschlossen wurde. Mit Lasern ätzen wir dann die Chipnamen und -nummern auf die Verpackung.

 

 

 

Design und Herstellung von mikroelektronischen Gehäusen: Wir bieten sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Herstellung von mikroelektronischen Gehäusen an. Im Rahmen dieser Dienstleistung wird auch die Modellierung und Simulation von mikroelektronischen Gehäusen durchgeführt. Modellierung und Simulation stellen ein virtuelles Design of Experiments (DoE) sicher, um die optimale Lösung zu erreichen, anstatt Pakete vor Ort zu testen. Dies reduziert die Kosten und die Produktionszeit, insbesondere für die Entwicklung neuer Produkte in der Mikroelektronik. Diese Arbeit gibt uns auch die Möglichkeit, unseren Kunden zu erklären, wie sich Montage, Zuverlässigkeit und Tests auf ihre mikroelektronischen Produkte auswirken. Das Hauptziel der mikroelektronischen Verpackung besteht darin, ein elektronisches System zu entwerfen, das die Anforderungen für eine bestimmte Anwendung zu angemessenen Kosten erfüllt. Aufgrund der vielen verfügbaren Optionen zum Verbinden und Unterbringen eines Mikroelektroniksystems erfordert die Wahl einer Gehäusetechnologie für eine bestimmte Anwendung eine Expertenbewertung. Auswahlkriterien für Mikroelektronikpakete können einige der folgenden Technologietreiber umfassen:

 

-Verdrahtbarkeit

 

-Ertrag

 

-Kosten

 

-Wärmeableitungseigenschaften

 

-Elektromagnetische Abschirmleistung

 

-Mechanische Zähigkeit

 

-Verlässlichkeit

 

Diese Designüberlegungen für Mikroelektronikpakete wirken sich auf Geschwindigkeit, Funktionalität, Sperrschichttemperaturen, Volumen, Gewicht und mehr aus. Das primäre Ziel ist die Auswahl der kostengünstigsten und dennoch zuverlässigsten Verbindungstechnologie. Wir verwenden ausgefeilte Analysemethoden und Software, um Mikroelektronikgehäuse zu entwerfen. Microelectronic Packaging befasst sich mit dem Design von Methoden zur Herstellung von miteinander verbundenen elektronischen Miniatursystemen und der Zuverlässigkeit dieser Systeme. Mikroelektronik-Verpackungen beinhalten insbesondere das Leiten von Signalen unter Beibehaltung der Signalintegrität, das Verteilen von Masse und Leistung an integrierte Halbleiterschaltkreise, das Ableiten von Verlustwärme unter Beibehaltung der strukturellen und materiellen Integrität und das Schützen des Schaltkreises vor Umweltgefahren. Im Allgemeinen umfassen Verfahren zum Packen von Mikroelektronik-ICs die Verwendung einer PWB mit Verbindern, die die realen I/Os für eine elektronische Schaltung bereitstellen. Herkömmliche Mikroelektronik-Packaging-Ansätze umfassen die Verwendung von Einzelgehäusen. Der Hauptvorteil eines Ein-Chip-Gehäuses ist die Möglichkeit, den Mikroelektronik-IC vollständig zu testen, bevor er mit dem darunter liegenden Substrat verbunden wird. Solche verpackten Halbleiterbauelemente werden entweder durch ein Loch montiert oder an der PWB oberflächenmontiert. Oberflächenmontierte Mikroelektronikgehäuse erfordern keine Durchgangslöcher, die durch die gesamte Platine gehen. Stattdessen können oberflächenmontierte mikroelektronische Komponenten auf beide Seiten der PWB gelötet werden, was eine höhere Schaltungsdichte ermöglicht. Dieser Ansatz wird als Surface-Mount-Technologie (SMT) bezeichnet. Die Hinzufügung von Gehäusen im Area-Array-Stil wie Ball-Grid-Arrays (BGAs) und Chip-Scale-Gehäusen (CSPs) macht SMT konkurrenzfähig mit den Halbleiter-Mikroelektronik-Gehäusetechnologien mit der höchsten Dichte. Eine neuere Packungstechnologie beinhaltet das Anbringen von mehr als einem Halbleiterbauelement auf einem hochdichten Verbindungssubstrat, das dann in einem großen Gehäuse montiert wird, das sowohl I/O-Pins als auch Schutz vor Umwelteinflüssen bereitstellt. Diese Multichipmodul-(MCM)-Technologie ist ferner durch die Substrattechnologien gekennzeichnet, die verwendet werden, um die angebrachten ICs miteinander zu verbinden. MCM-D steht für abgeschiedene Dünnschichtmetalle und dielektrische Mehrfachschichten. MCM-D-Substrate haben dank der ausgeklügelten Halbleiterverarbeitungstechnologien die höchsten Verdrahtungsdichten aller MCM-Technologien. MCM-C bezieht sich auf mehrschichtige „Keramik“-Substrate, die aus gestapelten abwechselnden Schichten von gesiebten Metalltinten und ungebrannten Keramikplatten gebrannt werden. Mit MCM-C erhalten wir eine mäßig dichte Verdrahtungskapazität. MCM-L bezieht sich auf mehrschichtige Substrate aus gestapelten, metallisierten PWB-„Laminaten“, die individuell gemustert und dann laminiert werden. Früher war es eine Verbindungstechnologie mit geringer Dichte, aber jetzt nähert sich MCM-L schnell der Dichte von MCM-C- und MCM-D-Mikroelektronik-Packaging-Technologien. Bei der Direct Chip Attach (DCA)- oder Chip-on-Board (COB)-Mikroelektronik-Verpackungstechnologie werden die Mikroelektronik-ICs direkt auf der PWB montiert. Eine Kunststoffverkapselung, die über den nackten IC „globiert“ und dann ausgehärtet wird, bietet Schutz vor Umwelteinflüssen. Mikroelektronik-ICs können entweder unter Verwendung von Flip-Chip- oder Drahtbondverfahren mit dem Substrat verbunden werden. Die DCA-Technologie ist besonders wirtschaftlich für Systeme, die auf 10 oder weniger Halbleiter-ICs begrenzt sind, da eine größere Anzahl von Chips die Systemausbeute beeinträchtigen kann und DCA-Baugruppen schwierig nachzuarbeiten sein können. Ein Vorteil, der sowohl den DCA- als auch den MCM-Packaging-Optionen gemeinsam ist, ist die Eliminierung der Verbindungsebene des Halbleiter-IC-Packages, was eine engere Nähe (kürzere Signalübertragungsverzögerungen) und eine verringerte Leitungsinduktivität ermöglicht. Der Hauptnachteil bei beiden Methoden ist die Schwierigkeit, vollständig getestete Mikroelektronik-ICs zu kaufen. Andere Nachteile der DCA- und MCM-L-Technologien umfassen ein schlechtes Wärmemanagement dank der geringen Wärmeleitfähigkeit von PWB-Laminaten und eine schlechte Anpassung des Wärmeausdehnungskoeffizienten zwischen dem Halbleiterchip und dem Substrat. Das Lösen des Problems der thermischen Ausdehnungsfehlanpassung erfordert ein Interposer-Substrat wie Molybdän für drahtgebondete Chips und ein Underfill-Epoxyd für Flip-Chip-Chips. Das Multichip Carrier Module (MCCM) vereint alle positiven Aspekte der DCA- mit der MCM-Technologie. Das MCCM ist einfach ein kleines MCM auf einem dünnen Metallträger, der an eine PWB gebondet oder mechanisch befestigt werden kann. Der Metallboden wirkt sowohl als Wärmeableiter als auch als Belastungsinterposer für das MCM-Substrat. Das MCCM verfügt über periphere Leitungen zum Drahtbonden, Löten oder Tab-Bonden an eine PWB. Nackte Halbleiter-ICs werden durch ein Glob-Top-Material geschützt. Wenn Sie sich mit uns in Verbindung setzen, werden wir Ihre Anwendung und Anforderungen besprechen, um die beste Mikroelektronik-Verpackungsoption für Sie auszuwählen.

 

 

 

Halbleiter-IC-Montage, -Verpackung und -Test: Als Teil unserer Mikroelektronik-Fertigungsdienstleistungen bieten wir Chip-, Draht- und Chip-Bonding, Verkapselung, Montage, Markierung und Branding sowie Tests an. Damit ein Halbleiterchip oder eine integrierte mikroelektronische Schaltung funktioniert, muss er mit dem System verbunden sein, das er steuert oder dem er Anweisungen gibt. Die Mikroelektronik-IC-Baugruppe stellt die Verbindungen für die Strom- und Informationsübertragung zwischen dem Chip und dem System bereit. Dies wird erreicht, indem der Mikroelektronikchip für diese Funktionen mit einem Gehäuse verbunden oder direkt mit der PCB verbunden wird. Verbindungen zwischen dem Chip und dem Gehäuse oder der Leiterplatte (PCB) erfolgen über Drahtbonden, Durchsteckmontage oder Flip-Chip-Montage. Wir sind ein Branchenführer bei der Suche nach mikroelektronischen IC-Packaging-Lösungen, um die komplexen Anforderungen der Wireless- und Internet-Märkte zu erfüllen. Wir bieten Tausende verschiedener Gehäuseformate und -größen an, die von traditionellen Leadframe-Mikroelektronik-IC-Gehäusen für die Durchsteckmontage und Oberflächenmontage bis hin zu den neuesten Chip-Scale- (CSP) und Ball-Grid-Array- (BGA-) Lösungen reichen, die für Anwendungen mit hoher Pinzahl und hoher Dichte erforderlich sind . Eine große Auswahl an Gehäusen ist ab Lager verfügbar, einschließlich CABGA (Chip Array BGA), CQFP, CTBGA (Chip Array Thin Core BGA), CVBGA (Very Thin Chip Array BGA), Flip Chip, LCC, LGA, MQFP, PBGA, PDIP, PLCC, PoP – Package on Package, PoP TMV – Through Mold Via, SOIC / SOJ, SSOP, TQFP, TSOP, WLP (Wafer Level Package)…..etc. Drahtbonden mit Kupfer, Silber oder Gold gehört zu den beliebten in der Mikroelektronik. Kupfer(Cu)-Drähte waren ein Verfahren zum Verbinden von Silizium-Halbleiterchips mit den Mikroelektronikgehäuseanschlüssen. Angesichts des jüngsten Anstiegs der Kosten für Gold (Au)-Drähte ist Kupfer (Cu)-Draht eine attraktive Möglichkeit, die Gesamtpaketkosten in der Mikroelektronik zu verwalten. Aufgrund seiner ähnlichen elektrischen Eigenschaften ähnelt es auch Golddraht (Au). Eigeninduktivität und Eigenkapazität sind für Gold (Au)- und Kupfer (Cu)-Drähte nahezu gleich, wobei Kupfer (Cu)-Drähte einen geringeren spezifischen Widerstand aufweisen. Bei mikroelektronischen Anwendungen, bei denen der Widerstand aufgrund von Bonddrähten die Schaltungsleistung negativ beeinflussen kann, kann die Verwendung von Kupferdraht (Cu) eine Verbesserung bieten. Drähte aus Legierungen aus Kupfer, palladiumbeschichtetem Kupfer (PCC) und Silber (Ag) haben sich aus Kostengründen als Alternativen zu Gold-Bonddrähten herauskristallisiert. Drähte auf Kupferbasis sind kostengünstig und haben einen geringen elektrischen Widerstand. Die Härte von Kupfer macht es jedoch schwierig, es in vielen Anwendungen zu verwenden, wie z. B. solchen mit zerbrechlichen Bondpad-Strukturen. Für diese Anwendungen bietet Ag-Alloy ähnliche Eigenschaften wie Gold, während seine Kosten denen von PCC entsprechen. Ag-Legierungsdraht ist weicher als PCC, was zu weniger Al-Spritzern und einem geringeren Risiko von Bondpad-Beschädigungen führt. Ag-Legierungsdraht ist der beste kostengünstige Ersatz für Anwendungen, die Chip-to-Die-Bonden, Wasserfallbonden, ultrafeine Bondpad-Abstände und kleine Bondpad-Öffnungen sowie eine extrem niedrige Schleifenhöhe erfordern. Wir bieten eine vollständige Palette von Halbleitertestdiensten an, darunter Wafertests, verschiedene Arten von Endtests, Tests auf Systemebene, Streifentests und komplette End-of-Line-Services. Wir testen eine Vielzahl von Halbleiterbauelementtypen in allen unseren Gehäusefamilien, einschließlich Hochfrequenz, Analog- und Mischsignal, Digital, Energieverwaltung, Speicher und verschiedene Kombinationen wie ASIC, Multi-Chip-Module, System-in-Package (SiP) und gestapelte 3D-Gehäuse, Sensoren und MEMS-Geräte wie Beschleunigungsmesser und Drucksensoren. Unsere Testhardware und Kontaktierungsgeräte eignen sich für SiP mit benutzerdefinierten Gehäusegrößen, beidseitige Kontaktierungslösungen für Package on Package (PoP), TMV PoP, FusionQuad-Buchsen, mehrreihige MicroLeadFrame, Fine-Pitch Copper Pillar. Testgeräte und Testböden sind mit CIM / CAM-Tools, Ertragsanalyse und Leistungsüberwachung integriert, um beim ersten Mal eine sehr hohe Effizienzausbeute zu liefern. Wir bieten unseren Kunden zahlreiche adaptive Mikroelektronik-Testprozesse und bieten verteilte Testabläufe für SiP und andere komplexe Montageabläufe. AGS-TECH bietet eine umfassende Palette an Testberatung, Entwicklung und Engineering-Dienstleistungen über den gesamten Lebenszyklus Ihres Halbleiter- und Mikroelektronikprodukts hinweg. Wir verstehen die einzigartigen Märkte und Testanforderungen für SiP, Automotive, Networking, Gaming, Grafik, Computing, RF/Wireless. Halbleiterherstellungsprozesse erfordern schnelle und präzise gesteuerte Markierungslösungen. Markierungsgeschwindigkeiten von über 1000 Zeichen/Sekunde und Materialeindringtiefen von weniger als 25 Mikrometern sind in der Halbleiter-Mikroelektronikindustrie mit fortschrittlichen Lasern üblich. Wir sind in der Lage, Formmassen, Wafer, Keramik und mehr mit minimalem Wärmeeintrag und perfekter Wiederholbarkeit zu markieren. Wir verwenden Laser mit hoher Genauigkeit, um selbst kleinste Teile ohne Beschädigung zu markieren.

 

 

 

Leiterrahmen für Halbleiterbauelemente: Sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Fertigung sind möglich. Leadframes werden in den Montageprozessen von Halbleitergeräten verwendet und sind im Wesentlichen dünne Metallschichten, die die Verdrahtung von winzigen elektrischen Anschlüssen auf der Oberfläche der Halbleitermikroelektronik mit den großflächigen Schaltkreisen auf elektrischen Geräten und PCBs verbinden. Leadframes werden in fast allen Halbleitermikroelektronikgehäusen verwendet. Die meisten mikroelektronischen IC-Gehäuse werden hergestellt, indem der Halbleiter-Siliziumchip auf einem Leiterrahmen angeordnet wird, der Chip dann mit den Metallleitern dieses Leiterrahmens drahtgebondet wird und der mikroelektronische Chip anschließend mit einer Kunststoffabdeckung bedeckt wird. Dieses einfache und relativ kostengünstige Mikroelektronik-Packaging ist immer noch die beste Lösung für viele Anwendungen. Leiterrahmen werden in langen Streifen hergestellt, wodurch sie schnell auf automatisierten Montagemaschinen verarbeitet werden können, und im Allgemeinen werden zwei Herstellungsverfahren verwendet: eine Art Fotoätzen und Stanzen. Beim Mikroelektronik-Leadframe-Design werden häufig kundenspezifische Spezifikationen und Merkmale, Designs zur Verbesserung der elektrischen und thermischen Eigenschaften und spezifische Anforderungen an die Zykluszeit benötigt. Wir verfügen über umfassende Erfahrung in der Herstellung von Mikroelektronik-Leiterrahmen für eine Reihe verschiedener Kunden unter Verwendung von laserunterstütztem Fotoätzen und -stanzen.

 

 

 

Design und Herstellung von Kühlkörpern für die Mikroelektronik: Sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Herstellung. Mit der Zunahme der Wärmeableitung von mikroelektronischen Geräten und der Reduzierung der Gesamtformfaktoren wird das Wärmemanagement zu einem immer wichtigeren Element des elektronischen Produktdesigns. Die Leistungskonstanz und Lebenserwartung elektronischer Geräte stehen in umgekehrter Beziehung zur Komponententemperatur des Geräts. Die Beziehung zwischen der Zuverlässigkeit und der Betriebstemperatur eines typischen Silizium-Halbleiterbauelements zeigt, dass eine Reduzierung der Temperatur einem exponentiellen Anstieg der Zuverlässigkeit und Lebenserwartung des Bauelements entspricht. Daher können eine lange Lebensdauer und eine zuverlässige Leistung einer mikroelektronischen Halbleiterkomponente erreicht werden, indem die Betriebstemperatur der Vorrichtung innerhalb der von den Designern festgelegten Grenzen effektiv gesteuert wird. Kühlkörper sind Vorrichtungen, die die Wärmeableitung von einer heißen Oberfläche, normalerweise dem Außengehäuse einer wärmeerzeugenden Komponente, an eine kühlere Umgebung wie Luft verbessern. Für die folgenden Diskussionen wird Luft als Kühlfluid angenommen. In den meisten Situationen ist die Wärmeübertragung über die Grenzfläche zwischen der festen Oberfläche und der Kühlluft innerhalb des Systems am wenigsten effizient, und die Festkörper-Luft-Grenzfläche stellt die größte Barriere für die Wärmeableitung dar. Ein Kühlkörper senkt diese Barriere hauptsächlich dadurch, dass er die Oberfläche vergrößert, die in direktem Kontakt mit dem Kühlmittel steht. Dadurch kann mehr Wärme abgeführt werden und/oder die Betriebstemperatur der Halbleitervorrichtung gesenkt werden. Der Hauptzweck eines Kühlkörpers besteht darin, die Temperatur des Mikroelektronikgeräts unter der vom Hersteller des Halbleitergeräts angegebenen maximal zulässigen Temperatur zu halten.

 

 

 

Wir können Kühlkörper in Bezug auf Herstellungsverfahren und ihre Formen klassifizieren. Zu den gängigsten Arten von luftgekühlten Kühlkörpern gehören:

 

 

 

- Stanzteile: Kupfer- oder Aluminiumbleche werden in gewünschte Formen gestanzt. Sie werden in der traditionellen Luftkühlung elektronischer Komponenten verwendet und bieten eine wirtschaftliche Lösung für thermische Probleme mit geringer Dichte. Sie sind für die Massenproduktion geeignet.

 

 

 

- Extrusion: Diese Kühlkörper ermöglichen die Bildung von komplizierten zweidimensionalen Formen, die in der Lage sind, große Wärmelasten abzuleiten. Sie können geschnitten, bearbeitet und mit Optionen versehen werden. Ein Querschneiden erzeugt omnidirektionale, rechteckige Stiftrippen-Kühlkörper, und das Einfügen von gezackten Rippen verbessert die Leistung um etwa 10 bis 20 %, jedoch mit einer langsameren Extrusionsrate. Extrusionsgrenzen, wie z. B. die Rippenhöhe-zu-Spalt-Rippendicke, diktieren normalerweise die Flexibilität bei den Gestaltungsoptionen. Ein typisches Seitenverhältnis von Rippenhöhe zu Lücke von bis zu 6 und eine minimale Rippendicke von 1,3 mm sind mit Standard-Extrusionsverfahren erreichbar. Ein Aspektverhältnis von 10 zu 1 und eine Rippendicke von 0,8″ können mit speziellen Konstruktionsmerkmalen erreicht werden. Wenn jedoch das Aspektverhältnis zunimmt, wird die Extrusionstoleranz beeinträchtigt.

 

 

 

- Geklebte/gefertigte Rippen: Die meisten luftgekühlten Kühlkörper sind konvektionsbegrenzt, und die thermische Gesamtleistung eines luftgekühlten Kühlkörpers kann oft erheblich verbessert werden, wenn mehr Oberfläche dem Luftstrom ausgesetzt werden kann. Diese Hochleistungskühlkörper verwenden wärmeleitfähiges, mit Aluminium gefülltes Epoxid, um planare Rippen auf eine genutete Grundplatte aus Extrusion zu kleben. Dieser Prozess ermöglicht ein viel größeres Seitenverhältnis von Rippenhöhe zu Lücke von 20 bis 40, wodurch die Kühlleistung erheblich erhöht wird, ohne den Bedarf an Volumen zu erhöhen.

 

 

 

- Guss: Sand-, Wachsausschmelz- und Druckgussverfahren für Aluminium oder Kupfer / Bronze sind mit oder ohne Vakuumunterstützung verfügbar. Wir verwenden diese Technologie zur Herstellung von hochdichten Pin-Fin-Kühlkörpern, die bei Verwendung von Aufprallkühlung maximale Leistung bieten.

 

 

 

- Gefaltete Lamellen: Wellblech aus Aluminium oder Kupfer erhöht die Oberfläche und die volumetrische Leistung. Der Kühlkörper wird dann entweder an einer Grundplatte oder direkt an der Heizfläche durch Epoxidharz oder Hartlöten befestigt. Aufgrund der Verfügbarkeit und der Rippeneffizienz ist es nicht für hochkarätige Kühlkörper geeignet. Daher ermöglicht es die Herstellung von Hochleistungskühlkörpern.

 

 

 

Bei der Auswahl eines geeigneten Kühlkörpers, der die erforderlichen thermischen Kriterien für Ihre Mikroelektronikanwendungen erfüllt, müssen wir verschiedene Parameter untersuchen, die nicht nur die Kühlkörperleistung selbst, sondern auch die Gesamtleistung des Systems beeinflussen. Die Wahl eines bestimmten Kühlkörpertyps in der Mikroelektronik hängt weitgehend von dem für den Kühlkörper zulässigen thermischen Budget und den den Kühlkörper umgebenden äußeren Bedingungen ab. Einem gegebenen Kühlkörper wird niemals ein einzelner Wärmewiderstandswert zugeordnet, da der Wärmewiderstand mit den externen Kühlbedingungen variiert.

 

 

 

Sensor- und Aktordesign und -fertigung: Sowohl Standard- als auch kundenspezifisches Design und Fertigung sind verfügbar. Wir bieten Lösungen mit gebrauchsfertigen Prozessen für Inertialsensoren, Druck- und Relativdrucksensoren und IR-Temperatursensorgeräte. Indem Sie unsere IP-Blöcke für Beschleunigungsmesser, IR- und Drucksensoren verwenden oder Ihr Design gemäß den verfügbaren Spezifikationen und Designregeln anwenden, können wir Ihnen MEMS-basierte Sensorgeräte innerhalb weniger Wochen liefern lassen. Neben MEMS können auch andere Arten von Sensor- und Aktuatorstrukturen hergestellt werden.

 

 

 

Design und Herstellung von optoelektronischen und photonischen Schaltkreisen: Ein photonischer oder optisch integrierter Schaltkreis (PIC) ist ein Gerät, das mehrere photonische Funktionen integriert. Es kann mit elektronischen integrierten Schaltungen in der Mikroelektronik verglichen werden. Der Hauptunterschied zwischen den beiden besteht darin, dass ein photonischer integrierter Schaltkreis eine Funktionalität für Informationssignale bereitstellt, die optischen Wellenlängen im sichtbaren Spektrum oder im nahen Infrarot von 850 nm bis 1650 nm auferlegt werden. Herstellungstechniken ähneln denen, die in integrierten Schaltungen der Mikroelektronik verwendet werden, wo Photolithographie verwendet wird, um Wafer zum Ätzen und zur Materialabscheidung zu strukturieren. Anders als in der Halbleiter-Mikroelektronik, wo der Transistor das primäre Bauelement ist, gibt es in der Optoelektronik kein einzelnes dominierendes Bauelement. Photonische Chips umfassen verlustarme Verbindungswellenleiter, Leistungsteiler, optische Verstärker, optische Modulatoren, Filter, Laser und Detektoren. Diese Vorrichtungen erfordern eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien und Herstellungstechniken, und daher ist es schwierig, sie alle auf einem einzigen Chip zu realisieren. Unsere Anwendungen von photonischen integrierten Schaltkreisen liegen hauptsächlich in den Bereichen faseroptische Kommunikation, biomedizinisches und photonisches Computing. Einige Beispiele für optoelektronische Produkte, die wir für Sie entwerfen und herstellen können, sind LEDs (Light Emitting Diodes), Diodenlaser, optoelektronische Empfänger, Fotodioden, Laserdistanzmodule, kundenspezifische Lasermodule und mehr.