Vollautomatisches Openair-Plasma-System

Beim Dual-lane-concept transportiert das erste Förderband nacheinander zwei befüllte Trays zu definierten Positionen, auf denen die Plasmabehandlung stattfindet. Sobald die Behandlung der Bauteile auf dem ersten Förderband abgeschlossen ist, fahren die beiden Plasmadüsen zum zweiten Förderband und bearbeiten die dort befindlichen Bauteile

Oberflächenbehandlung in der Chip-Herstellung. Halbleiter sind Mangelware und die Nachfrage reißt nicht ab. Die Schnelligkeit in der Herstellung von Halbleiterbauteilen ist folglich genauso wichtig wie die Präzision in der Produktion und die Qualität des Produktes. Deshalb hat Plasmatreat aus Steinhagen ein vollautomatisiertes und nach Marktanforderungen aufgebautes Inline-System zur selektiven Vorbehandlung mit Openair-Plasma entwickelt. Wie das Unternehmen erklärt, steht den Anwendern somit eine flexibel anpassbare, potentialfreie Hochgeschwindigkeitsbehandlung zur Verfügung.

In der Halbleiterindustrie wurde bislang für viele Anwendungen Vakuumplasma eingesetzt. Im Gegensatz dazu ermöglicht das Openair-Plasma-Verfahren des Unternehmens einen schnellen Inline-Prozess zur Vorbehandlung unter atmosphärischen Bedingungen. Das Verfahren eignet sich für Oberflächenbehandlungen wie Feinstreinigung, Aktivierung und Plasmabeschichtung. Diese Technik ist im Bereich der Halbleiterherstellung vielfältig nutzbar, zum Beispiel ermöglich sie bei den Leadframe- und Packaging-Prozessen eine Mikrofeinstreinigung und ersetzt somit die Vakuumkammer bei der Produktion von Chipverpackungen auf effiziente und kostengünstige Weise.

Weitere Einsatzbereiche finden sich im Wire- und Die-Bonding, dem Thermal-Compress-Bonding sowie dem Pre-Molding. Als Systemlieferant hat Plasmatreat die Anfrage eines langjährigen Kunden angenommen und für ihn ein spezielles System, ›Plasma Treatment Unit‹ (PTU), genannt, entwickelt. »Um uns an seine Geschwindigkeitsvorgaben zu halten, haben wir bei dieser PTU mit einem ›Dual-lane-concept‹ gearbeitet. So behandeln wir Bauteile parallel auf zwei Förderbändern innerhalb eines Systems. Diese PTU kann inline, auf definierten Ablagevorrichtungen acht bis 128 Bauteile für den nachfolgenden Thermal-Compress-Bonding-Prozess selektiv vorbehandeln und ist auf den maximalen Durchsatz ausgelegt«, erklärt Nico Coenen, Market Segment Manager Electronics bei Plasmatreat, die entscheidenden Herausforderungen.

Die auf den spezifischen prozesstechnischen Ablauf der Halbleiterfertigung ausgelegte PTU lässt sich nahtlos in Produktionslinien integrieren. Sie bietet verschiedene Kinematik- und Automatisierungsoptionen wie etwa das passgenaue Handling von Baugruppen und Bauteilen und erlaubt die effiziente Oberflächenbehandlung. »Da wir bereits vollautomatisierte Systeme für andere Industrien produzieren, mussten wir die für die Entwicklung und Umsetzung dieses Kundensystems erforderliche interne Konstruktions- und Automatisierungskompetenz nicht erst aufbauen«, führt Nico Coenen aus.

»Um möglichst hohe Taktzeiten garantieren zu können, galt es bereits während der Konzeptionsphase ganzheitlich zu denken, mehrere Prozessschritte auf einmal zu berücksichtigen und zielgenau umzusetzen«, betont Coenen. So hat Plasmatreat zum Beispiel das Dual-lane-concept spezifisch für die Hochgeschwindigkeitsbehandlung von bis zu 1,5m/sec entwickelt. Das Dual-lane-concept eignet sich grundsätzlich für verschiedene Anwendungen. Das System ist auf ›JEDEC Trays‹ als auch auf Leadframes ausgelegt. Es verfügt über unterschiedliche, der Taktzeit entsprechende Bearbeitungskonzepte, wobei die Kommunikation innerhalb der Fertigungslinie über die Standard-Equipment-Interface-Protokollschnittstelle in der Halbleiterindustrie, SECS/GEM erfolgt.

Zusätzlich werden alle Arbeitsschritte in der PTU aufgezeichnet. Durch das Auslesen von Barcodes auf den Chips wird die Rückverfolgbarkeit der Behandlung sichergestellt. Hierbei wird unter anderem festgehalten, wo genau die einzelnen Bauelemente selektiv behandelt wurden. Des Weiteren hat das Unternehmen die Prüfkapazitäten am Standort in Steinhagen ausgebaut und für unter anderem dieses spezielle Projekt ein Reinraum der Klasse 6 eingerichtet.

Plasmatreat GmbH
33803 Steinhagen
www.plasmatreat.de