Kampf dem Chipmangel So hilft die Plasmavorbehandlung der Chip-Herstellung

Die Medien überschlagen sich mit Berichten zu coronabedingten Rohstoffproblemen, wozu auch Computerchips gehören. Vollautomatisierte Plasmavorbehandlungs-Systeme sollen den Nachschub unterstützen.

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Halbleiter sind momentan Mangelware, dagt Plasmatreat. Die Nachfrage reißt aber nicht ab. Deshalb ist Schnelligkeit in der Herstellung der Halbleiterbauteilen genauso wichtig wie die Präzision in der Produktion. Plasmatreat aus Steinhagen kann dabei unterstützen, heißt es weiter. Denn in der Halbleiterindustrie wurde bisher meist auf das Vakuumplasma gesetzt. Im Gegensatz dazu sei das sogenannte Openair-Plasmaverfahren nun ein deutlich flotter ablaufender Inline-Prozess, mit dem die Vorbehandlung der Halbleiterbauteile unter atmosphärischen Bedingungen gelingt. Das Verfahren eigne sich für die Feinstreinigung, zur Aktivierung und zur Plasmabeschichtung der Chips, ist also mit Blick auf die Halbleiterherstellung vielfältig hilfreich. Zum Beispiel ersetzt sie bei den Leadframe- und Packaging-Prozessen die Vakuumkammer bei der Produktion von Chipverpackungen. Bei gleichem Ergebnis laufe das auch noch schneller und günstiger ab. Weitere Einsatzbereiche finden sich im Wire- und Die-Bonding, dem Thermal-Compress-Bonding sowie dem Pre-Molding, zählt Plasmatreat auf.

Nahtlos in bestehende Produktionslinien integrierbar

Nun hat man die Anfrage eines langjährigen Kunden angenommen und für ihn ein spezielles System, Plasma Treatment Unit, kurz PTU, genannt, entwickelt. Um die Geschwindigkeitsvorgaben einhalten zu können, haben die Experten bei dieser PTU mit einem „Dual-lane-concept“ gearbeitet. Die Bauteile werden dabei parallel auf zwei Förderbändern innerhalb eines Systems behandelt, wie man erfährt. Diese PTU kann dazu auf definierten Ablagevorrichtungen 8 bis 128 Bauteile für den nachfolgenden Thermal-Compress-Bonding-Prozess selektiv inline vorbehandeln und ist auf den maximalen Durchsatz ausgelegt, betont Plasmatreat.

Die auf den speziellen prozesstechnischen Ablauf der Halbleiterfertigung ausgelegte PTU ließe sich nahtlos in die entsprechenden Produktionslinien integrieren. Sie bietet auch verschiedene Kinematik- und Automatisierungsoptionen, wie etwa das exakte Handling von Baugruppen und Bauteilen. Nicht zuletzt erlaubt sie die effiziente Oberflächenbehandlung. Das Know-how für solche automatischen Systeme ist eh vorhanden, weshalb die Anpassungen an die Bedürfnisse der Halbleiterindustrie recht gut umzusetzen waren, wie es weiter heißt.

Highspeed-Plasmavorbehandlung hält Schritt

Um bei den hohen Taktzeiten nicht abgehängt zu werden, galt es bereits während der Konzeptionsphase, mehrere Prozessschritte auf einmal zu berücksichtigen und zielgenau umzusetzen, erinnert sich Plasmatreat. So hat man das sogenannte Dual-lane-concept spezifisch für die Hochgeschwindigkeitsbehandlung mit einem Speed bis 1,5 Meter pro Sekunde entwickelt. Das Konzept eigne sich aber grundsätzlich für verschiedene Anwendungen. Das System arbeitet mit Jedec-Trays oder mit Leadframes, merkt Plasmatreat an. Es verfügt über unterschiedliche, der Taktzeit entsprechende, Bearbeitungskonzepte. Bei diesen erfolgt die Kommunikation innerhalb der Fertigungslinie über die Standard-Equipment-Interface-Protokollschnittstelle in der Halbleiterindustrie: SECS/GEM.

Voll Rückverfolgbarkeit behandelter Halbleiterchips

Zusätzlich werden alle Arbeitsschritte in der PTU aufgezeichnet und durch das Auslesen der Barcodes auf den Chips die Rückverfolgbarkeit der Behandlung sichergestellt, lässt Plasmatreat wissen. Dabei wird etwa festgehalten, wo genau die einzelnen Bauelemente selektiv behandelt wurden und ob dabei nur die Oberseite eines Bauteils betroffen war. Des Weiteren wurden die Prüfkapazitäten am Standort in Steinhagen ausgebaut und für dieses spezielle Projekt ein Reinraum der Klasse 6 eingerichtet, wie Plasmatreat zum Schluss anmerkt.

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