Alexander Pil
21 January 2014

BE Semiconductor Industries heeft de samenwerking gezocht met het Leuvense onderzoekscentrum Imec. De twee partijen duiken op de ontwikkeling van een industriële oplossing voor precieze en snelle die-op-die- en die-op-wafer-bonding. Het onderzoek moet uitmonden in de industriële acceptatie van thermocompressiebonding in de productie van 3D-chips.

In 3D-chips zijn meerdere gestapelde dies verbonden tot één systeem. Zo past er meer functionaliteit in de volgende generaties IC’s terwijl de grootte en het energieverbruik beperkt blijven. Een uitdaging tijdens de productie is de ontwikkeling van een snel, geautomatiseerd en nauwkeurig bondingproces, vooral voor die gevallen waarbij de afstand tussen de verschillende contactpunten erg klein wordt. De huidige technieken, flipchip en reflow solderen, zijn geschikt voor afstanden tussen 150 en 50 micrometer. Daarmee sluiten ze niet aan op narrow-pitch die-op-die- en die-op-wafer-bonding waar de afstanden dalen tot 10 micrometer. De eisen aan de bondingnauwkeurigheid loopt dan zelfs op tot 1 à 2 micrometer.

Een methode die wel voldoende precisie haalt, is thermocompressiebonding. Hierbij worden de contacten tegelijkertijd tegen elkaar gedrukt en verwarmd. Nadeel van deze aanpak is dat hij relatief traag is door de vereiste druk- en temperatuurprofielen. Daarom heeft de technologie in de industrie nog geen potten kunnen breken.

Besi en Imec zien kansen en gaan gezamenlijk onderzoeken hoe ze het proces dusdanig kunnen versnellen dat het wel interessant wordt voor industriële chipproductie. ‘Door deze samenwerking kunnen we onze Chameo-tool benchmarken zodat hij voldoet aan de eisen van de halfgeleiderindustrie en we onze klanten een levensvatbare en effectieve oplossing kunnen bieden voor de productie van 2,5D/3D-IC’s’, aldus Besi-CEO Richard Blickman.