Induktives Fügen in der Mikrosystemtechnik

Innovative Technologien für das Verkapseln von mikroelektromechanischen Systemen sind unerlässlich, um eine hohe Zuverlässigkeit bei gleichzeitig steigender Integrationsdichte zu ermöglichen. Um den Fügeprozess auf Waferebene zu optimieren, wird eine induktive Erwärmungsmethode zum selektiven und energieeffizienten Fügen von Cu-Sn-Schichten vorgestellt. Zu den Herausforderungen zählen das Induktionsspulendesign für eine homogene Erwärmung aller Fügestrukturen bei der Verwendung hochfrequenter, elektromagnetischer Felder mit Frequenzen von bis zu 2 MHz. Mittels Infrarot-Thermografie wurde der selektive Wärmeeintrag in den Fügestrukturen überwacht und mit sehr schnellen Aufheizraten von ∆T > 150 K/s charakterisiert. Als Resultat konnte der Solid-Liquid Interdiffusion (SLID)-Fügeprozess auf Waferebene mit einem Cu-Sn-Schichtsystem in einer Zeit von t = 120 s und einem applizierten Druck von p = 2,2 MPa durchgeführt werden.