Fästning av flip chip på böjliga kretskort

Om och om igen är huvudutmaningen att montera integrerade kretsar (IC) på starkt integrerade mönsterkortssubstrat på ett utrymmesbesparande sätt. Würth Elektronik tog sig an denna utmaning och hittade en lösning med ESC-processen (encapsulated solder connectioninkapslad lödning). Chipen löds fast och limmas samtidigt med kretssidan nedåt, på dess exakta position. ESC-processen är lämplig för de mest skiftande underlag. Den kan utföras på skört glasfibermaterial, FR4 eller till och med böjliga material som till exempel polyimidfolie eller LCP (flytande kristallpolymer). Varje enskilt substrat utgör en separat utmaning. Beroende på underlaget kan extremt små ledaravstånd på mindre än 100 μm uppnås. Med hjälp av värmetrycklödning fästs det upp och nervända chipet (flip chip) på ett anisotropiskt lim som innehåller mikroskopiska lödningspartiklar. Genom att under en kort stund värma upp limmet kommer lödningspartiklarna att smälta och orsaka en lödningsanslutning mellan chipets kontakter och underlaget, vilket skapar den elektriska kontakten. Den samtidiga härdningen av epoxilimmet fäster även flip chipet ordentligt på plats. Hela processen kallas för flip chipbondning. "Någon ytterligare underfill-process krävs inte. I synnerhet den höga exaktheten vid placering och den exakt doserade bindningskraften gör det möjligt att använda även extremt sköra substrat utan problem", förklarar Roland Schönholz, som är ansvarig för bindningsmetoder och laserkaviteter hos Würth Elektronik i Schopfheim i Tyskland. Vid en första anblick verkar det motsägelsefullt att placera relativt spröda IC på flexibla mönsterkort. Men ESC-processen klarar däremot även denna utmaning. En användning av rätt typ av chip är en förutsättning för en framgångsrik fästning av flip chip. Dessa chip bör ha guldbumpar, galvaniska bumpar eller liknande kontaktmedel för att skapa kontakten. Würth Elektronik kan tillverka guldbumpar för ett litet antal enskilda IC eller för mindre serier. ESC-processen gör att användaren har stor valfrihet när det gäller att välja rätt underlag – från spröda till böjliga material. Det avgörande är däremot att den slutliga ytan på underlaget kan lödas. "Vi kan visa att vi har erfarenhet av att arbeta med alla vanliga ytor, som till exempel kemisk plätering med silver, kemisk plätering med zink, ENIG (elektroless nickel immersion gold) eller ASIG (autokatalytisk silver immersion gold)", säger Roland Schönholz, "eftersom många tester redan har visat tillförlitligheten hos den nya och tillverknings- och anslutningstekniken."