Wafer-Bonden

Unter Bonden ist das Verbinden von zwei oder mehreren Substraten oder Wafern z.B. aus Glas oder Silizium mit Hilfe verschiedener chemischer und physikalischer Effekte zu verstehen. Hauptanwendungsgebiet für das Wafer-Bonden stellen MEMS dar, bei denen die sensorischen Bauteile verkapselt werden. Advanced-Packaging, 3D-Integration und die Herstellung von CMOS Bildsensoren bilden weitere Märkte. Das temporäre Bonden als ein Spezialgebiet des Wafer-Bonden gilt als Schlüsseltechnologie für die 3D-Integration.

Anodisches-Bonden

Anodisches-Bonden

Das anodische Bonden beinhaltet das Verkapseln von Komponenten auf dem Wafer mittels ionischem Glas. Beim Dreifach-Stapel-Bonden werden drei Schichten (d.h. Glas-Silizium-Glas) gleichzeitig verbunden, was sowohl die Funktionalität als auch die Ausbeute verbessert.

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Eutektisches-Bonden

Eutektisches-Bonden

Für das eutektische Bonden von Wafern wird sich die besondere Eigenschaft von eutektischen Metallen zunutze gemacht. Wie lötmetallartigen Legierungen sind diese in der Lage, schon bei niedrigen Temperaturen zu schmelzen. Das ermöglicht die Erzeugung planarer Oberflächen.

Eutektisches Bonden benötigt eine präzise Dosierung der Bondkraft sowie eine gleichmässige Verteilung der Temperatur, um „Reflow“-Löten des eutektischen Materials steuern zu können.

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Fusions-Bonden

Fusions-Bonden

Fusions-Bonden bezeichnet die spontane Verbindung zweier planer Substrate. Dabei werden die polierten Scheiben nach einem Reinigungsprozess überwiegend hydrophil aufbereitet, in Kontakt gebracht und bei hohen Temperaturen getempert. Eine Plasmavorbehandlung ermöglicht eine Verbindung der Substrate bei Raumtemperatur.

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Glasfritt-Bonden

Glasfritt-Bonden

Bei dem Verfahren wird die Glasfritte mittels Siebdruck auf die Bondflächen appliziert. Die dabei entstandenen Strukturen werden aufgeschmolzen und mit dem zweiten Substrat in Kontakt gebracht. Beim Abkühlen entsteht eine mechanisch stabile Verbindung.

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Hybrid-Bonden

Hybrid-Bonden

Das Hybrid-Bonden basiert auf einem Thermokompressions-Bond zweier Metallschichten mit einem integrierten Fusionsbond. Bei diesem Prozess entsteht gleichzeitig eine elektrische (Metall-Bond) und eine mechanischer Fusionsbond) Verbindung.

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Metalldiffusions-Bonden

Metalldiffusions-Bonden

Das Metalldiffusions-Bonden basiert auf Cu-Cu, Al-Al, Au-Au und anderen metallischen Bindungen. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von Metalldiffusion, zwei Wafer in einem einzigen Schritt mechanisch und elektrisch miteinander zu verbinden. Die Technik ist für die Verbindung in 3D-Anwendungen wie 3D-Stacking erforderlich.

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SLID-Bonden

SLID-Bonden

Das SLID-Bonden (engl. solid-liquid inter-diffusion) basiert auf der Diffusion und der Vermischung verschiedener Metalle. Die Schmelztemperatur der Legierung ist nach dem Bond sehr viel höher als die Bondtemperatur, was die Anwendungsbreite deutlich erhöht.

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