Aufbau- und Verbindungstechnik

Ausgangspunkt für eine Anwendung des Arrays in einer Applikation und für die elektrische Vermessung ist eine AVT, die das Array in Chipform zu einem handhabbaren mikrotechnischen Bauteil vervollständigt. Es wurden hierfür zwei Chipträgervarianten entworfen (s. a. Abb. 11):

 

Variante A B (Abb. 11)

$$\times \times$$ Größe

Trägermaterial Keramik glasfaserverstärktes Epoxyd

Leitbahnmaterial PdAg, Bondfläche Au Cu

Leitbahnführung unterhalb des Arrays außerhalb des Arrays

Anschlüsse vierkant; Kantenmontage rund; Lochmontage

 

  

Abbildung: Spiegelarray auf Chipträger B

Zur Vermeidung mechanischer Spannungen wurde das Array nicht flächig aufgeklebt, sondern mit einer Maske ein dünner streifenförmiger Film Silikonkleber aufgebracht. Da das Array aus technologischen Gründen (Bondelektrode für anodisches Waferbonden) auf der Rückseite metallisiert ist, mußte bei der Variante B eine Isolierfolie zwischen Arraygrundwafer und Chipträger geklebt werden, um Kurzschlüsse der Trägerleitbahnen zu vermeiden. Die elektrischen Verbindungen zwischen Array und Chipträger wurden durch Drahtbonden vorgenommen. Die Bondinseln des Arrays liegen aus technologischen Gründen (Vermeiden des Eindringens von Kühlwasser beim Zersägen des Wafers) in Gräben, aus denen heraus auf den Chipträger gebondet werden mußte. Bondversuche mit dem Ultrasonic-Bondverfahren und Al-Draht waren nicht erfolgreich, weil der Bonddraht vom Keilbond im Array nicht steil genug weggeführt werden kann und somit der Bonddraht die leitfähige Bondgrabenkante berührt. Gute Ergebnisse wurden mit dem Thermosonic-Bondverfahren und Golddraht erzielt. Hier führt der flexiblere Golddraht vom Kugelbond im Bondgraben senkrecht nach oben. Zur Gewährleistung eines sicheren Abstands zur Bondgrabenkante, wurde eine Abstandsfolie aufgeklebt (Abb. 12). Die Bondtemperatur konnte in Versuchen auf $120\;^\circ$ C gesenkt werden, was Schädigungen am Chipträger B und der Klebeverbindung ausschließt.

  

Abbildung 12: Drahtbondverbindungen am Spiegelarray