Silikone für Halbleiter

Da moderne Geräte eine höhere Betriebsleistung benötigen, ist effektives Wärmemanagement unerlässlich geworden, insbesondere für Flip-Chip-IC-Gehäuse in Telekommunikation, Netzwerken und Hochleistungsrechnern. Die silikonbasierten Wärmeleitmaterialien (TIMs) von Momentive wurden entwickelt, um die besonderen Herausforderungen moderner komplexer Gehäusedesigns zu meistern.

Neuere Chipdesigns erzeugen mehr Wärme, mit zunehmend unregelmäßigen „Hotspots“ aufgrund breiterer und komplexerer Layouts. Unsere TIM-Lösungen bieten eine hervorragende Wärmeleitfähigkeit und sorgen so für eine effizientere Wärmeableitung, selbst bei Anwendungen mit hoher Leistungsdichte oder suboptimaler Bondliniendicke (BLT).

Breitere Chipgehäuse neigen im Betrieb eher zum Verziehen. Herkömmliche gelbasierte TIM-Materialien, die in TIM1-Anwendungen verwendet werden, halten der Belastung nicht stand, was häufig zu Delamination führt. Die haftfähigen TIMs von Momentive bieten verbesserte mechanische Stabilität und erhalten die Haftung zwischen Deckel und Chip, was besonders bei Gehäusen mit flachem Deckel wichtig ist.

In anspruchsvollen Umgebungen wie Automobilanwendungen können gelbasierte TIMs aufgrund von Härteveränderungen mit der Zeit an Leistung verlieren. Im Gegensatz dazu haben die Silikonklebstoffe von Momentive in Thermocycling-Biegetests (TCB) und Hochtemperaturlagerungstests (HTS) eine hohe Zuverlässigkeit bewiesen.

Unsere TIM-Materialien verwenden sorgfältig dimensionierte und geformte Füllstoffe, um eine konstante BLT zu gewährleisten. Dies ist ein Schlüsselfaktor für die Erzielung der thermischen und mechanischen Leistungsfähigkeit großflächiger Verpackungen.

Das Anbringen des Deckels am Chip ist ein entscheidender Schritt beim Flip-Chip-IC-Packaging, insbesondere bei großen oder dünnen Chips, die hohen Reflow-Temperaturen standhalten müssen. Die Silikonklebstoffe von Momentive sind für eine starke, zuverlässige Verbindung mit geringer Spannung und ausgezeichneter thermischer Stabilität konzipiert.

Diese Klebstoffe bieten eine niedrige Viskosität und einen niedrigen Modul zur Minimierung mechanischer Belastungen, eine ausgezeichnete Haftung auf Substraten wie Aluminium, Kupfer, FR4, Keramik und Glas sowie eine hohe Reinheit mit minimalem Ölausbluten und ionischen Verunreinigungen. Ihr thixotropes Verhalten gewährleistet präzises Dosieren und verhindert gleichzeitig unerwünschtes Fließen oder Ausbluten.

Diese Materialien eignen sich hervorragend für Halbleitergehäuse mit flachen Deckeln, Formgehäusen oder großen Chipgrößen. Sie zeigen unter verschiedenen Prozessbedingungen eine gute Leistung, darunter eine hohe Haftung nach 30-minütiger Aushärtung bei 150 °C und eine gute Haftung auch bei niedrigeren Aushärtungstemperaturen (90 Minuten bei 100 °C). Sie können eine kontrollierte Bondliniendicke (BLT) von über 30 μm auch bei großen Gehäusegrößen aufrechterhalten.

Dank ihrer langen Topfzeit und einfachen Dosierbarkeit können diese Klebstoffe die Produktivität steigern, die Verzugskontrolle unterstützen und sich problemlos in Hochdurchsatzprozesse integrieren.

In Halbleiter- und MEMS-Gehäusen müssen Beschichtungs- und Verkapselungsmaterialien sowohl elektrische Isolierung als auch mechanischen Schutz bieten, insbesondere für empfindliche Drahtbondgehäuse und Mikrostrukturen. Die silikonbasierten Gele von Momentive bieten flexible, zuverlässige Abdeckung und minimieren gleichzeitig Kontamination und mechanische Belastung.

Diese Materialien sind als Gele mit weicher bis mittlerer Konsistenz formuliert und eignen sich ideal für Glob-Top-Anwendungen oder als Flusskontrollschichten auf empfindlichen Strukturen. Sie sind thixotrop, d. h. sie bleiben nach dem Dosieren an Ort und Stelle und reduzieren so das Risiko eines Überlaufens oder Kontakts mit kritischen Bauteilen.

Zu den wichtigsten Eigenschaften gehören elektrische Isolierung, thixotrope Flusskontrolle, niedrige Viskosität für das Jetting, weiche bis mittlere Gelhärte, Stoßdämpfung, Umweltschutz, lange Topfzeit und Aushärtungsflexibilität, auch bei UV- oder temperaturaktivierten Systemen.

Diese Materialien schützen feine Drahtbonds und MEMS-Elemente vor mechanischen Beschädigungen, gewährleisten eine saubere Abdeckung mit minimalem Ausbluten und erhöhen die langfristige Zuverlässigkeit in rauen Umgebungen.

Momentive Performance Materials bietet ein umfassendes Portfolio an Halbleiter-Verpackungsklebstoffen, die den vielfältigen Leistungsanforderungen moderner elektronischer Komponenten und Baugruppen gerecht werden. Diese Silikonklebstoffe stellen eine Alternative zu herkömmlichen Epoxid-basierten Die-Attach-Materialien dar und zeichnen sich durch hohe thermische Stabilität, UV-Beständigkeit und minimale Vergilbung im Laufe der Zeit aus.

Im Vergleich zu Epoxiden verbessern Momentive-Silikone die langfristige Gerätezuverlässigkeit durch stabile Haftung und optische Klarheit, insbesondere bei Anwendungen, die empfindlich auf Hitze- oder Lichteinwirkung reagieren.

• Hohe Wärmeleitfähigkeit (1 W/m·K)
• Geringe Klebeschichtdicke
• Verbesserte Fließkontrolle und Substratabdeckung
• Stoß- und Temperaturwechselbeständigkeit
• Hervorragende Temperaturstabilität

Beispielanwendungen

• Halbleiter-Die-Attach
• Optoelektronische Komponenten für fortschrittliche Sensorsysteme
• LED-Gehäuse für spezielle Beleuchtung und Signalisierung in Halbleitermodulen

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