Mit der rasanten Entwicklung von KI, Hochleistungsrechnen (HPC) sowie Technologien für Chiplets und fortschrittliche Gehäuse und der Umsetzung der Gehäusefertigung auf Glassubstraten durch Hersteller wie Intel bewegt sich die Halbleiterindustrie zunehmend in Richtung höherer Integrationsgrade, größerer Formate und niedrigerer Kosten. Als wichtiger Entwicklungstrend im Bereich fortschrittlicher Gehäusetechnologien rückt das Panel-Level Packaging (PLP) in den Fokus der Branche. Es zeichnet sich durch eine größere bearbeitbare Fläche, eine höhere Materialausnutzung und bessere Möglichkeiten für die großskalige Fertigung aus.

Obwohl das Panel-Level Packaging die Produktionseffizienz steigert und Herstellungskosten senkt, werden gleichzeitig höhere Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit zentraler Funktionsschichten gestellt. Die Herstellung von Funktionsschichten mit hoher Gleichmäßigkeit und hohem Wirkungsgrad auf großflächigen Substraten stellt eine zentrale Herausforderung für die industrielle Umsetzung von PLP dar.

Um diese Probleme zu lösen, hat MANST eine Lösung für Schlitzdüsen-Flächenbeschichtungssysteme entwickelt. Daraus ergibt sich ein durchgängiges technisches Dienstleistungsangebot, das Kernkomponenten, Hauptanlagen, Komplettlinienintegration, Prozessentwicklung und Materialvalidierung umfasst und die großskalige Serienproduktion für das Panel-Level Packaging unterstützt.

Gleichmäßige Schichtbildung – Lösung des Problems der Konsistenz bei großflächigen Substraten

Beim Panel-Level Packaging treten mit zunehmender Bearbeitungsfläche leicht Probleme wie ungleichmäßige Strömungsverhältnisse, Randansammlungen und Schwankungen der Schichtdicke bei der Beschichtung auf. Gestützt auf selbst entwickelte Hochpräzisions-Düsenköpfe, ein präzises Flüssigversorgungssystem und eine Bewegungssteuerplattform erreicht das Schlitzdüsen-Flächenbeschichtungssystem von MANST eine Gleichmäßigkeit der Schichtdicke von ≤ 3 % im effektiven Beschichtungsbereich, wobei der Anteil des nutzbaren Bereichs über 95 % liegt. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit von Defekten wie Schichtdickenschwankungen und Nadellöchern bereits an der Prozessquelle. Die Gleichmäßigkeit und die Barrierewirkung der dielektrischen Schichten werden sichergestellt, eine zuverlässige Prozessgrundlage für die feine Herstellung von Redistribution-Layers (RDL) geschaffen und Ausbeute sowie Zuverlässigkeit der Gehäuse verbessert.

Präzise Steuerung – Erfüllung komplexer Prozessanforderungen bei vielfältigen Materialien

Beim Panel-Level Packaging kommen unterschiedlichste Funktionsmaterialien mit stark abweichenden Viskositäten, rheologischen Eigenschaften und Prozessfenstern zum Einsatz. Eine unzureichende Genauigkeit der Flüssigversorgung oder eine instabile Parametersteuerung können zu Schwankungen der Schichtdicke, Materialverschwendung oder sogar zum Ausfall von Prozessen führen und damit die Produktkonsistenz beeinträchtigen.

Die von MANST selbst entwickelte Hochpräzisions-Injektionspumpe erreicht eine Steuerungsauflösung von 0,01 μL/s und eine Reaktionszeit von lediglich 0,01 s und ermöglicht damit eine genaue Regelung der Schichtdicke im Submikrometerbereich. In Kombination mit der firmeneigenen Steuerungssoftware für komplette Anlagen und Closed-Loop-Algorithmen werden zentrale Parameter wie Durchflussgeschwindigkeit, Vorschubgeschwindigkeit und Spaltbreite in Echtzeit angepasst, um den differenzierten Anforderungen von mehrschichtigen Fertigungsverfahren gerecht zu werden.

Einführung in die Serienproduktion – Aufbau von Kapazitäten für die großskalige Fertigung

Abgestimmt auf die Anforderungen der Massenproduktion hat MANST eine integrierte Flächenbeschichtungsplattform entwickelt, die von der Prozessentwicklung bis zur Großserienfertigung reicht. Die Anlagen sind modular aufgebaut, wobei Düsenköpfe mit einer maximalen Bearbeitungslänge von 4.000 mm gefertigt werden. Sie ermöglichen eine gleichmäßige Beschichtung großflächiger Substrate in einem einzigen Arbeitsgang und unterstützen verschiedene Panelformate von 300 × 300 mm bis 800 × 800 mm sowie kundenspezifische Abmessungen. Darüber hinaus sind die Geräte mit Schwingungsdämpfern und Technologien zur Kontrolle von Verformungen ausgestattet. Dadurch wird neben einer gleichmäßigen Schichtbildung das Risiko von Chipverschiebungen, Randabbrüchen und Bruch minimiert und eine zuverlässige Grundlage für die Serienfertigung im Panel-Level Packaging geschaffen.

Eine technische Plattform für vielfältige Einsatzbereiche

Die Flächenbeschichtungssysteme von MANST dienen nicht nur dem fortschrittlichen Panel-Level Packaging. Ihre Kernfähigkeiten lassen sich ebenfalls auf weitere Bereiche der fortschrittlichen Fertigung übertragen, in denen großflächige Funktionsdünnschichten mit hoher Gleichmäßigkeit hergestellt werden müssen.

Im Bereich der Perowskit-Photovoltaik werden die GW-fähigen Flächenbeschichtungsplattformen von MANST bereits zur Herstellung großformatiger Module eingesetzt, wodurch umfangreiche Erfahrungen bei der kontinuierlichen großflächigen Beschichtung gesammelt werden. Im Bereich der fortschrittlichen Displays steigt der Bedarf an der Herstellung hochgleichmäßiger Funktionsschichten für Mini LED, Micro LED und weitere neuartige Displaytechnologien stetig. Auch hier eröffnet die präzise Flächenbeschichtung breite Anwendungsmöglichkeiten.

Ob fortschrittliches Panel-Level Packaging, Perowskit-Photovoltaik oder neuartige Displaypaneele – obwohl unterschiedliche Materialsysteme und Prozesswege zum Einsatz kommen, bestehen gemeinsame Anforderungen an eine großflächige, gleichmäßige und kontinuierliche Fertigung.

Zukünftig wird MANST die Technologie der präzisen Flächenbeschichtung weiter vorantreiben. Gestützt auf eigenentwickelte Kernkomponenten, intelligente Anlagen und Ingenieurskompetenz bietet das Unternehmen weltweit agierenden Betreibern der fortschrittlichen Fertigung ganzheitliche Lösungen von der Prozessentwicklung über die Anlagenintegration bis zur Umsetzung in der Serienproduktion. Damit treibt MANST die Herstellung großflächiger Funktionsdünnschichten zu höherer Genauigkeit, Effizienz und Zuverlässigkeit voran.