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Auf den zunehmenden Druck bezüglich Miniaturisierung, Portabilität, Geschwindigkeit und Leistungseffizienz reagierte die Halbleiterindustrie mit der Entwicklung so genannter Advanced Packaging Technologien, mit deren Hilfe es gelingt Kostenreduktion, kürzere Marktzyklen, mehr Mobilität und verbesserte Miniaturisierung herbeizuführen.
centrotherm thermal solutions bietet folgende Technologien im Rahmen des Advanced Packaging an:

Die-Attach

Bei der Die-Attach-Technologie wird mittels thermischer Kontaktierung eine hochqualitative Verbindung mit bleifreien, eutektischen und hochbleihaltigen Lötlegierungen hergestellt, wobei zumeist in nur einem Arbeitsschritt auf das Substrat gelötet wird. centrotherm bietet hierfür Vakuumlötanlagen mit unterschiedlichen Aktivierungsverfahren (Flussmittel, Ameisensäure HCOOH, Formiergas N₂/H₂ 95/5, Wasserstoff H₂ 100) an. Die Anlagen garantieren lunkerfreie (voidless) und ultrareine (ultra clean) Lötverbindungen und kommen mit der Auswahl der richtigen Aktivierungsart zudem ohne Flussmittel aus (fluxless).

Wafer-Bumping mit Lötlegierungen

Beim Wafer-Bumping kommen bleifreie, eutektische und hochbleihaltige Lötlegierungen zum Einsatz. Mit ihrer Vakuumlöttechnologie bietet die centrotherm thermal solutions fortschrittliche Lösungen zur nasschemischen Aktivierung mit Ameisensäure (HCOOH) oder trockenchemischen Aktivierung mit Formiergas (N₂/H₂ 95/5) und/oder Wasserstoff (H₂ 100) an. Die Formiergas- und Wasserstoff-Lösungen werden mit einer Plasmaanregung kombiniert, die zuvor für die Veräschung des Photolackes mittels Sauerstoffplasma verwendet wird. Der in der Regel reaktionsunwillige Wasserstoffanteil wird für die Reduktion von Oxidschichten eingesetzt. Alle Aktivierungs- und Plasmaprozesse werden kombiniert in einer Vakuumlötprozesskammer durchgeführt.

Hermetic-Sealing mit Lötlegierungen

Hermetic-Sealing mit Lötlegierungen kann in definierter Atmosphäre und/oder unter definiertem Druck erfolgen. Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) wie hochauflösende Beschleunigungssensoren oder Hochgeschwindigkeitsaktuatoren können nur unter Hochvakuum (10^-5 mbar) oder atmosphärisch (Helium, Formiergas, Wasserstoff, Argon, u.a.) erfolgen. centrotherm bietet hierfür Vakuumlötanlagen für eine lunkerfreie Verschließung des MEMS-Moduls an.

Plasma-Aktivierung

Für das Chip- und Modul-Packaging wird eine Plasma-Aktivierung benötigt, um die Ultrareinheit der Bond Pads und somit die Qualität der Lötverbindungen zu steigern. H⁺-Ionen sind dabei zur Reduktion von Oxidschichten auf Substrat, Lötlegierung und Chiprückseitenmetallisierung geeignet. Zur Aktivierung der H⁺-Ionen aus dem molekularen Wasserstoff haben sich plasmagestützte Verfahren etabliert. Daher hat centrotherm die Plasma-Aktivierung  in den Vakuumlötprozess integriert und bietet Anlagen mit Plasma-Option an, die sich hervorragend als Aktivierungs-/Reinigungsanlagen eignen.

Flip-Chip-Packaging

Flip-Chips aus Wafer-Level-Packages oder Chip-Size-Packages werden umgedreht (“flipped-over”) montiert, so dass die komplette Chipoberfläche für die Kontaktierung zur Verfügung steht. Während die elektrische Kontaktierung in der Regel mit Hilfe von Lötbällen (Bumps) hergestellt wird, erfolgt die mechanische Kontaktierung in den meisten Fällen durch Unterfüllung. Vakuumlötprozesse von centrotherm sind hierfür prädestiniert und ermöglichen ein lunkerfreies Umschmelzen mit einer sehr kleinen Ballgröße (Fine Pitch) und ohne Flussmittelreste, was wiederum einen aufwendigen Reinigungsschritt überflüssig macht. Zudem wirkt sich die zusätzliche Plasma-Aktivierung positiv auf das Fließverhalten und die Strukturierung des Unterfüll-Materials aus.

Wafer-Level-Packaging & Chip-Size-Packaging

Durch die Flip-Chip-Technologie wird eine Packagegröße ermöglicht, die der Größe des Chips entspricht (Wafer-Level-Package), bzw. sich der Größe der Chips annähert (Chip-Size-Package). Die Packagegröße beim Chip-Size-Packaging darf jedoch nicht mehr als das 1,2-Fache der Chipgröße betragen.
centrotherm Vakuumlötprozesse eignen sich hervorragend für das Löten der Bumps und ermöglichen lunkerfreies Löten und sehr kleine Ballgrößen (Fine Pitch). Darüber hinaus entfällt durch das flussmittelfreie Löten die nachfolgende aufwendige Entfernung der Flussmittelreste. Die zusätzliche Plasma-Aktivierung begünstigt wiederum den Unterfüllprozess (Fließverhalten und Strukturierung des Unterfüllmaterials wird nachweislich verbessert).

System-in-Package

Bei System-in-Packages (SiP), bzw. Multi-Chip-Modulen handelt es sich um ein oder mehrere Chips in einem Modul oder auf einem Substrat. SiP können vertikal (3D-Interconnect) oder horizontal (Die-Attach) auf dem Substrat aufgebracht werden. Zur Kontaktierung findet in der Regel das Löten mit Bumps Anwendung, wobei die Chips als Flip-Chips, als Wafer-Level-Packages oder als Chip-Size-Packages verwendet werden. Die centrotherm Vakuumlöttechnologie ist aufgrund der lunkerfreien Lötverbindungen, der Möglichkeit des flussmittelfreien und hochreinen Lötens, sehr gut geeignet für System-in-Package Anwendungen.

3D-Interconnect

Das 3D-Interconnect ermöglicht den Aufbau von vertikalen System-in-Packages in Verbindung mit der Through-Silicon-Via-Technologie. In der Regel erfolgt das 3D-Interconnect Solder Bonding mit Lötdepots oder Bumps.
centrotherm bietet hierfür Lösungen zur einfachen Realisierung lunkerfreier und hochreiner Lötverbindungen. Darüber hinaus kommen die Vakuumlötanlagen ohne Flussmittel aus, das bei System-in-Packages Grundvoraussetzung ist, da diese meist nicht gereinigt werden können.