IGF-Nr.: 12.644N / Laserlöten von Silizium / Glas mittels Glaslot zur Kapselung von Mikrosensoren auf Waferebene

Produktinformationen

Im Rahmen des Vorhabens soll auf Waferebene lokal eine hermetische Fügung zwischen Silizium und Glas mittels siebgedrucktem Glaslot hergestellt werden. Dazu wird zunächst Glaslotpaste auf einen Glas-Deckelwafer (z.B. Pyrex) gedruckt und in einem Temperaturprozess verglast. Falls erforderlich wird das Glaslot auf dem Deckelwafer planarisiert. Dann werden der Si-Wafer mit den Mikrostrukturen und der Glas-Deckelwafer zueinander justiert. Ausgehend von einer Basistemperatur unter 300°C wird die für das Umschmelzen und die Benetzung erforderliche Temperatur lokal mit einem Laser eingebracht. Der Laserstrahl fährt dabei entlang der gedruckten Glaslotstruktur. Die Laserenergie wird durch einen der Fügepartner, z.B. das Glas, hindurch eingestrahlt. Es sollen Lösungswege für das Laserlöten sowie die Herstellung von Silizium / Glas Verbunden mittels Glaslot erarbeitet werden, die eine Minimierung der Gesamtwärmebelastung der Wafer gewährleisten und eine Spannungsminimierung der komplexen Fügestrukturen ermöglichen.

Angestrebte Forschungsergebnisse sind:
- Laserlötprozess für das hermetische Fügen von Si / Glas mit Glaslot
- Entwicklung und Bereitstellung einer kostengünstigen Technik zur Kapselung von Mikrosensoren auf Waferebene (Wafer-Level-Packaging)
- Reduzierung der Temperaturbelastung der Mikrosensoren auf < 300°C (Niedrigtemperatur-Fügetechnik bzw. Fügetechnik mit kurzzeitiger lokaler Wärmeeinbringung)
- Spannungsminimierung der komplexen Fügestrukturen
- Qualitäts- und Zuverlässigkeitsbewertung der Fügeverbindungen und Aufbauten, z.B. Mikrogehäuse hermetisch dicht gemäß MIL-STD-883D, Methode 1014
Das Vorhaben besitzt eine hohe wirtschaftliche Bedeutung für kmU, da diese das Verfahren für die kostengünstige Verkapselung von SI-Sensoren auf Waferebene sehr einfach anwenden können. Hierdurch können die Produktzuverlässigkeit erhöht, neue Märkte erschlossen, die Kosten reduziert und die Einführung neuer Mikrosystemtechniken erleichtert werden.

ISBN

978-3-96870-014-4

Reihe

DVS Forschungsvereinigung,

Band

Band: 15

Erscheinungsdatum

November 2002

Bindung

E-Book im PDF Format

Seiten

88