Hochgenaues Bond-Equipment unterstützt Mikrotechnologie-Innovationen in Norwegen

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Mit 20.000 Studenten an acht Standorten ist die University of South-Eastern Norway (USN) eine der größten Bildungseinrichtungen des Landes. Hervorgegangen aus dem Zusammenschluss dreier regionaler Hochschulen, bietet die Universität heute ein breites Spektrum an Bachelor-, Master- und PhD-Kursen in vielen wissenschaftlichen Bereichen an.

Neben ihrer wichtigen Rolle in der nationalen und internationalen Forschung- und Bildungslandschaft ist die USN traditionell auch tief in einer der dynamischsten Wirtschaftsregionen des Landes verwurzelt. Dies gilt insbesondere für das in Vestfold ansässige Department of Microsystems an der Faculty of Technology, Natural Sciences and Maritime Sciences, das seit langem in zahlreichen F&E-Projekten mit lokalen Industriepartnern zusammenarbeitet, um Innovationen in der Mikrotechnologie auf den Weg zu bringen.

Unter der Marke Electronic Coast^® bildet die USN zusammen mit knapp drei Dutzend Mitgliedsunternehmen einen unabhängigen Industrieverband und Kompetenzcluster mit dem Ziel, die Wertschöpfung und Innovation in Elektronik- und IKT-basierten Unternehmen in Vestfold und der Region zu stärken und die Entwicklung und Kommerzialisierung technologiebasierter Ideen zu fördern.

Neben der wissenschaftlichen Perspektive bildet das Department of Microsystems der USN auch das technologische Rückgrat des Clusters und bietet seinen Partnern Zugang zu modernen Laboreinrichtungen für Mikrosystemtechnologien. Ein Schlüsselelement dabei: FINEPLACER^® Platzier- und Montagesysteme von Finetech.

Alles began mit einer Weltpremiere

Mr. Hoang-Vu Nguyen, Associate Professor am Department of Microsystems, wurde zum ersten Mal auf Finetech aufmerksam, als er vor ein paar Jahren die Ausstellungen mehrerer Packaging-Konferenzen in den USA und Europa besuchte. Mr. Nguyen war beeindruckt von der modularen Flexibilität und Benutzerfreundlichkeit des FINEPLACER^®-Systems. Schnell erkannte er, dass die Geräte optimal für das R&D-Labor seiner Abteilung geeignet sein würden und sprach seine Empfehlung aus.

Zu jener Zeit arbeitete Mr. Nguyen zusammen mit GE Vingmed aus Vestfold an einem Entwicklungsprojekt im Bereich Healthcare, genauer an der Montage von 3D-Ultraschall-Bildgebungssensoren, die zur Unterstützung bei Herzoperationen und zur Diagnose von Herzkrankheiten 3D-Bilder mit hoher Bildrate liefern sollten.

Die Aufgabe bestand darin, gleichzeitig großflächige Dual- und Quad-Sensor-Chips, jeweils ausgestattet mit integrierter Elektronik und Tausenden von IO’s, mit Hilfe eines anisotropen leitfähigen Films (ACF) auf ein Substrat zu bonden. Dies erforderte eine sehr gute Platzierungsgenauigkeit sowie enorme Bondkraft.

Um die Anwendung umsetzen zu können, waren Mr. Nguyen und GE Vingmed auf der Suche nach einem Präzisions-Flip-Chip- und Die-Bonder-System. Nachdem sie sich mit Finetech in Verbindung gesetzt und für den 5µm- Bonder FINEPLACER^® pico ma entschieden hatten, arbeiteten sie eng mit den Produkt- und Anwendungsspezialisten von Finetech zusammen, um das System entsprechend den Anforderungen ihrer Healthcare-Anwendung zu modifizieren.

Mit einem verstärkten Maschinendesign, das großen Bondkräften standhält, sowie speziellen Bondwerkzeugen zur Gewährleistung der so wichtigen Parallelität bei der Platzierung großer Sensorchip-Arrays konnte ein vollständiger Montageprozess ohne zwischenzeitliche Maschinenanpassungen gewährleistet werden. Dank der halbautomatisierten Montageprozesse wurde die Fertigungszeit im Vergleich zu den ersten Versuchen deutlich verkürzt.

Am Ende erhielt die USN von Finetech den weltweit wohl ersten halbautomatischen 700 N Flip-Chip-und-Die-Bonder in Tabletop-Ausführung, der dank seiner Leistungsfähigkeit und dem großen Kraftbereich bis heute für anspruchsvolle F&E-Aufgaben in Healthcare-Projekten eingesetzt wird.

Benutzerfreundlich und vielseitig einsetzbar

Um den Partnerunternehmen die Entwicklung von Prototypen im Universitätslabor zu ermöglichen, aber auch für interne Forschungs- und Ausbildungszwecke, wurde kurz darauf mit Unterstützung des norwegischen Forschungsrats ein zweiter Flip-Chip- und Die-Bonder für die Norwegian Micro- and Nano-Fabrication Facility (NorFab) angeschafft. Aufgrund der hervorragenden Erfahrungen fiel die Wahl erneut auf einen FINEPLACER^® pico ma.

Diesmal lag der Schwerpunkt darauf, die enorme technologische Vielseitigkeit des Systems optimal zu nutzen. USN entschied sich für einen vollständig manuellen Bonder, da dies neuen Bedienern eine schnellere Arbeitsaufnahme ermöglichen würde. Als unkompliziertes, aber sehr anpassungsfähiges F&E-System wird es nun in verschiedenen Szenarien eingesetzt: Doktoranden, Forscher und Industriepartner nutzen es zum Aufbau von Prototypen, während Studenten in praktischen Bonding-Sessions das Chip-Packaging kennen lernen und für ihre Masterprojekte daran arbeiten.

Bis heute hat die USN mit Unternehmen in einer Vielzahl wissenschaftlicher und kommerzieller F&E-Projekte in den Bereichen Mikroelektronik und Sensorentwicklung zusammengearbeitet. Die Bandbreite erstreckt sich bei von der Kryotechnik über Healthcare-Produkte bis hin zur Biologie- und 2,5D-Integrated-Packaging-Anwendungen für Umgebungen mit extremer Beschleunigung.

Für diese Unternehmen stellt die USN Bonding-Dienstleistungen zur Verfügung und betreibt auch ein Open Lab, zu dem man nach vorheriger Anmeldung Zugang hat. Dies ist besonders hilfreich für Start-ups und kleine Unternehmen ohne eigene technologische Infrastruktur. Der FINEPLACER^® pico ma erweist sich dank seiner Benutzerfreundlichkeit und der kurzen Einrichtungs- und Umrüstzeiten als perfekt geeignet für dieses Umfeld, da er es den Anwendern ermöglicht, eine Vielzahl von Montage- und Packaging-Aufgaben innerhalb eines eng getakteten Zeitplans zu erledigen.

“Der FINEPLACER^® ist wirklich einfach zu bedienen. Neue Benutzer erhalten meist eine zwei- bis dreistündige Einführung und sind dann schon in der Lage, völlig selbstständig ihre Samples aufzubauen.“

Hoang-Vu Nguyen
Associate professor, Department of Microsystems, University of South-Eastern Norway

Guter Service kann viel bewirken

Bislang war Mr. Nguyen mit seiner Kundenerfahrung bei Finetech sehr zufrieden. Von Anfang an gefiel ihm die Tatsache, dass sich das Finetech-Vertriebsteam als sehr sachkundig erwies und in ehrlichen und informativen Gesprächen kompetent die offenen Punkte klären konnte.

Der gute Eindruck bestätigte sich später bei der erfolgreichen Zusammenarbeit im Rahmen des GE- Vingmed-Projekts und den seither von Finetech erbrachten Dienstleistungen. Bei Problemen oder wenn Erweiterungen oder Anpassungen an den Maschinen rasch umgesetzt werden mussten, agierte Finetech stets schnell und ohne Verzögerungen. Dies ist besonders wichtig, da das Department of Microsystems von Mr. Nguyen seinen Kunden auch bezahlte Bonding-Services anbietet und sich lange Ausfallzeiten nicht leisten kann.

“Ich weiß Finetechs Servicephilosophie sehr zu schätzen. Statt gleich Leistungen verkaufen zu wollen, gibt man mir zunächst die Gelegenheit, ein Problem selbst zu beheben. Das Team unterstützt mich per Telefon oder online und zeigt mir verschiedene Lösungsansätze.”

Hoang-Vu Nguyen
Associate professor, Department of Microsystems, University of South-Eastern Norway

https://www.finetech.de/de/wissen/technical-papers-bonding/bonden-mit-anisotropen-klebern/