Keramiklösungen für die Chipherstellung
Siliziumnitrid-Platten zur Chip-Prüfung
Mikrochips: unverzichtbare Begleiter im Alltag
Ob Smartphone, Kreditkarte, Fahrzeug oder medizinisches Gerät – Mikrochips bilden heute das Herzstück zahlreicher Anwendungen. Um deren einwandfreie Funktion langfristig sicherzustellen, werden Chips unmittelbar nach ihrer Fertigung umfassend getestet.
Effiziente Chip-Prüfung direkt auf dem Wafer
Die Überprüfung erfolgt direkt auf dem Silizium-Wafer. Erst nachdem die fehlerfreien Chips eindeutig identifiziert wurden, erfolgt ihre physische Trennung. Dieser Schritt ist entscheidend für eine ressourcenschonende und wirtschaftliche Produktion.
Probecards: Präzision durch Keramik
Die zentrale Rolle bei der Wafer-Prüfung übernehmen hochpräzise Probe Cards (Prüfkarten) – Messköpfe, ausgestattet mit mehreren zehntausend mikroskopisch kleinen Kontaktnadeln. Diese Nadeln werden durch speziell entwickelte Führungsplatten von Kyocera geführt, um exakte Messungen zu gewährleisten.
Optimale Nadelführung durch Siliziumnitrid
Die Kyocera-Keramik sorgt dabei für exakte Positionierung der Kontaktnadeln, ermöglicht gleichzeitig aber auch ein sanftes und federndes Aufsetzen auf der Chip-Oberfläche. Somit wird eine zuverlässige Signalübertragung zwischen Testsystem und Chip sichergestellt.
Maximale Stabilität bei geringster Materialstärke
Die Siliziumnitrid-Hochleistungskeramik StarCeram® N3000 P verbindet ausgezeichnete Festigkeit, elektrische Isolation und minimale Materialstärken ab 0,125 mm. So gewährleistet sie präzise Tests unter extremen Bedingungen – von arktischen Temperaturen bis hin zu über 200 °C.
Feinste Laserpräzision für höchste Ansprüche
Die Führungslöcher für die Kontaktnadeln werden per Laserverfahren exakt gebohrt. Dabei gewährleistet die nahezu porenfreie Mikrostruktur der Siliziumnitrid-Platten dauerhaft präzise Testergebnisse, sodass Millionen von Mikrochips mit gleichbleibender Qualität überprüft werden können.
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Vorteile der Siliziumnitrid Platten zur Chip-Prüfung
- Optimale thermische Anpassung für präzise Messergebnisse:
Der gezielt angepasste Wärmeausdehnungskoeffizient von 2,3 × 10⁻⁶ K⁻¹ (bei 150 °C) reduziert thermische Spannungen zwischen der Siliziumnitrid-Platte und dem Wafer. Dadurch wird Verformungen und Messabweichungen zuverlässig entgegengewirkt. - Präzise Nadelführung auf kleinstem Raum:
Mithilfe hochpräziser Laserbohrungen positionieren die Siliziumnitrid-Platten bis zu 100.000 Kontaktnadeln mit Abständen von nur wenigen 10 µm exakt. So lassen sich selbst komplexeste Chipstrukturen zuverlässig und fehlerfrei testen. - Störungsfreie und klare Signalübertragung:
Die hervorragende elektrische Isolation der Keramik verhindert Störungen während des Signaltransfers zwischen Chip und Testsystem. Dies sorgt für stabile und reproduzierbare Messergebnisse bei allen Anwendungen. - Hohe mechanische Belastbarkeit bei minimalen Materialstärken:
Trotz ihrer äußerst geringen Stärken (ab 0,125 mm) bieten die Siliziumnitrid-Platten eine exzellente mechanische Stabilität. Dies erlaubt besonders dünne und leichte Designs, die komplexe Messungen erleichtern und gleichzeitig lange Lebenszyklen garantieren. - Zuverlässige Funktion bei extremen Temperaturen:
Von –40 °C bis +200 °C gewährleisten die Siliziumnitrid-Platten eine gleichbleibend hohe Präzision und Stabilität. Dies erweitert den Einsatzbereich deutlich – von tiefkalten Tests bis hin zu Prüfungen bei extremen thermischen Belastungen. - Hervorragende Mikrostruktur als Qualitätsgarant
Die Verteilung der unterschiedlichen Gefügebestandteile in unserem Siliziumnitrid StarCeram® N3000 P ist sehr homogen. Die Korngröße liegt im Mittel bei < 1 µm und ist damit besonders klein. Das führt zu den extrem hohen Festigkeiten von 1150 MPa, weshalb die SN-Platten in den Prüfkarten einem Dauerbetrieb standhalten und nicht anreißen oder brechen.
Die exzellente Mikrostruktur ermöglicht Herstellern von Prüfkarten außerdem die Siliziumnitridplatten mit höchsten Ausbeuten in ihren Prozessen zu verarbeiten. Aufwendige Nachfertigungen bleiben so die absolute Ausnahme.
Materialeigenschaften
- Wärmeausdehnungskoeffizient (CTE): 2,2 × 10⁻⁶ K⁻¹
- Biegefestigkeit: > 1.150 MPa
- Temperaturbeständigkeit: –40 °C bis +200 °C
- Materialstärken: 0,125 mm bis > 1 mm
- Oberflächenrauheit: Poliert Ra < 0,4 µm | Matt Ra < 0,3 µm
- Gefüge: Feinkörnig, nahezu porenfrei, Korngröße < 1 µm
Höchste Qualität für anspruchsvollste Anwendungen
Individuelle Zuschnitte und hochwertige Oberflächen
Ein modernes Lasersystem ermöglicht Kyocera, jede Siliziumnitrid-Platte präzise und individuell auf die vom Kunden gewünschten Abmessungen zuzuschneiden – bis hin zu einer maximalen Größe von 230 mm × 230 mm, ohne jegliche Randschäden. Je nach Anwendung stehen zwei hochwertige Oberflächenvarianten zur Verfügung: eine glänzende, geschliffene Version mit einem Rauheitswert Ra von < 0,4 µm sowie eine matte Ausführung mit einem Ra-Wert < 0,3 µm.
Präzise Messungen und strenge Qualitätskontrollen
Zur Sicherstellung der höchsten Qualität durchlaufen alle Platten sorgfältige optische Kontrollen. Mittels intensiver Beleuchtung werden sie auf feinste Oberflächenfehler wie Kratzer, Risse oder Abplatzer geprüft. Darüber hinaus werden Dicke, Ebenheit und Oberflächenrauigkeit jeder Platte mit einer hochpräzisen optischen Messmaschine kontrolliert. Die Messungen erfolgen mit einer Toleranz von lediglich ± 1 µm und garantieren so höchste Präzision und Zuverlässigkeit bei jeder gelieferten Platte.
Europäische Fertigung – weltweite Lieferung
Die gesamte Produktion der Siliziumnitrid-Platten erfolgt an mehreren europäischen Kyocera-Standorten. Dies stellt nicht nur kurze Wege und optimale Lieferzeiten sicher, sondern ermöglicht auch eine dauerhaft hohe Produktqualität für Kunden in Europa, den USA und Asien. Mit der speziell entwickelten StarCeram® N3000 P Keramik leistet Kyocera einen wichtigen Beitrag für qualitativ anspruchsvolle und strategisch bedeutende Anwendungsfelder der Mikrochip-Produktion.