Forschungsschwerpunkte

Sensor Mold Tool zur insitu Compression Mold Analyse

Gleichzeitige Messung des Aushärtegrades (schwarz), der Temperatur (rot) sowie des Druckes (blau) während des Compression Mold Prozesses. Der Zeitpunkt 0 markiert das Schliessen des Werkzeuges.
© Fraunhofer IZM
Gleichzeitige Messung des Aushärtegrades (schwarz), der Temperatur (rot) sowie des Druckes (blau) während des Compression Mold Prozesses. Der Zeitpunkt 0 markiert das Schliessen des Werkzeuges.

Wesentlich für die Entwicklung von Prozessen der Verkapselung ist ein umfassendes Verständnis der chemischen und physikalischen Vorgänge während des Prozesses im Moldwerkzeug (in-situ). Besondere Herausforderungen sind hier das Fließen des Epoxy Molding Compounds (EMC) unter hohen Scherraten und der gleichzeitige Beginn des Aushärtens, typischerweise bis zur Gelierung (=Formstabilität) des Materials.

Zur in-situ-Untersuchung der Phänomene steht ein Moldwerkzeug zum Compression Molding von Panels zur Verfügung, das mit drei verschiedenen Typen von Sensoren (Druck, Temperatur und Ionenviskosität) ausgestattet ist, die an 8 verschiedenen Positionen Informationen aus dem Prozess liefern. Die Ionenviskosität, gemessen mit Hilfe der Dielektrischen Analyse (DEA) wird dabei zur Verfolgung des Aushärtegrades herangezogen.

Eine besondere Herausforderung liegt in der Bestimmung des chemischen Schrumpfes der EMC Materialien, der wesentlich zu Phänomenen wie Warpage und Die-shift beim Fan-out Wafer/Panel Level Packaging beiträgt. Hierzu wird mit der Integration eines Fiber-Bragg-Gitter (FBG) basierten Sensors experimentiert, der empfindlich auf Dehnungen reagiert. Erste Untersuchungen zeigen die Varianz unterschiedlicher EMC.

Mechanisch relevanter chemischer Schrumpf (rechte Y-Achse) verschiedener EMC Materialien während der Aushärtung (linke Y-Achse).
© Fraunhofer IZM
Mechanisch relevanter chemischer Schrumpf (rechte Y-Achse) verschiedener EMC Materialien während der Aushärtung (linke Y-Achse).
Skizze des mit Sensoren ausgestatteten Compression Mold Tools
© Fraunhofer IZM
Skizze des mit Sensoren ausgestatteten Compression Mold Tools.
Werkzeug-Oberteil während des Einbaus mit Kabelführung
© Fraunhofer IZM
Werkzeug-Oberteil während des Einbaus mit Kabelführung.
 

Arbeitsgruppe

Montage und Verkapselung

Wir erforschen Integrationstechniken für System-in-Package Produkte mit den Schwerpunkten Bauteilmontage für hochintegrierte Packages und Füge-/Verkapselungsprozesse basierend auf Polymermaterialien.