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Plan Optik und 4JET kooperieren
- Prozessinnovation für Through Glass Vias im Bereich Advanced-Packaging
- Premiere auf der Touch Taiwan am 19-21. April in Taipeh
Elsoff, Alsdorf, 04.04.202. Die Plan Optik AG (Elsoff) und die 4JET microtech (Alsdorf) haben gemeinsam eine Prozesskette für die hochproduktive Herstellung von metallisierten Durchgangsbohrungen in Glas entwickelt.
Das neue VLIS Verfahren (kurz für Volume Laser Induced Structuring) ermöglicht die Herstellung hochpräziser TGV („Through Glass Vias“) für Advanced-Packaging in Glaswafern, oder Substraten für Displays.
TGV sind Mikrolöcher mit einem Durchmesser von typischerweise 10µm bis 100µm. Für verschiedene Anwendungen im Advanced-Packaging-Sektor werden zehntausende dieser Vias pro Wafer aufgebracht und metallisiert, um die geforderte Leitfähigkeit herzustellen. Auch bei der Herstellung von randlosen Displays, zum Beispiel auf Basis von µLED, werden TGV’s eingesetzt. Bisherige Verfahren für die Herstellung waren langsam, mit hohen Ausschussraten verbunden und die Abstimmung auf den Metallisierungsprozess schwierig.
Die Teams der beiden Unternehmen haben nun eine Lösung entwickelt, mit der sich mehrere 10.000 Vias pro Minute vorbereiten lassen, die in einem anschließenden Batchprozess geätzt werden, um im Anschluss beschichtet zu werden. Die entstehenden Kanäle sind mit einer Loch-zu-Loch Genauigkeit besser +/- 2µm positioniert, die Substrate sind frei von Mikrorissen und die Innenseiten der Kanäle sind glattwandig und können homogen metallisiert werden. Das Verfahren eignet sich für die in der Halbleiter- und Displayindustrie typischen Glastypen. Neben Glas-Startdicken von 100µm lassen sich verschiedene Kupfer-Schichten bis zu 25µm Dicke realisieren.
Die beiden Partner haben eine Kooperation vereinbart, die den Anwendern hohe Flexibilität liefert: Kunden können entweder mit VLIS hergestellte Bauteile bei Plan Optik beziehen, oder von 4JET und Partnern qualifizierte Gesamtlösungen für die Systemtechnik inklusive Laseranlagen, Nasschemie und Metallisierung erwerben.
Plan Optik verfügt bereits heute über eine moderne Produktionskette für die Herstellung von Glaswafern und beherrscht sämtliche Prozesschritte vom Waferzuschnitt und der Kantenbearbeitung, über die Strukturierung und Reinigung bis hin zur Metallisierung. Die Ergänzung mit der Anlagentechnologie von 4JET ermöglicht nun das schnelle und positionsgenaue Modifizieren von Substraten. Zum Einsatz kommt dabei eine modifizierte Version der bewährten 4JET Lasersysteme zum Trennen von Glas. Die PEARL Plattform bereits zum Schneiden von Glassubstraten in der Display-, Architekturglas, oder Medizintechnik eingesetzt. Die Anlagen sind je nach Version in der Lage, Glas mit einer Größe von bis zu 2,2 m Breite und mehr als 3 m Länge hochpräzise zu modifizieren.
Eine neue Technologie
Der Einsatz von Lasertechnik zum selektiven Ätzen ist nicht neu, insgesamt liefert die Kooperation jedoch erhebliche Fortschritte für die Kunden: durch die Kombination mit der umfangreichen Prozesskette der Plan Optik AG entsteht die weltweit führende Lösungskette für komplett bearbeitete und metallisierte TGV Wafer. Gleichzeitig ermöglicht die nun erreichbare Präzision, Geschwindigkeit und die Verfügbarkeit auf sehr großen Substraten erstmals die Anwendung in der Displayfertigung.
Die beiden Partner sehen weiteres Potenzial für das VLIS Verfahren für glasbasierte MEMS, Mikrofluidik oder Hochfrequenz-Antennentechnik (z.B. 6G).
Die PEARL-Systeme basieren auf einer Granit-Maschinenplattform, die eine inhärente Genauigkeit und Langzeitstabilität bietet. Schneidgeometrien und Positionen für Interposer können einfach aus CAD-Zeichnungen importiert werden. Die gezielte Abstimmung der Achssteuerungen führt nicht nur zu einer hohen Schnittgeschwindigkeit, sondern auch zu einer exzellenten Bahngenauigkeit, um eine hochpräzise Bearbeitung zu erreichen. Der PEARL DYNAMIC FOCUS sorgt dafür, dass der Fokus immer innerhalb des Prozessfensters liegt, ohne die Prozesszeit zu erhöhen.
Weitere Informationen finden Sie im Internet unter vlis.tech.
Plan Optik AG
Als Technologieführer produziert die Plan Optik AG an Standorten in Deutschland und Ungarn strukturierte Wafer, die als aktive Elemente für zahlreiche Anwendungen der Mikrosystemtechnik in Branchen wie Consumer Electronics, Automotive, Luft- und Raumfahrt, Chemie und Pharma unverzichtbar sind. www.planoptik.com
4 Jet Group
Die in Alsdorf ansässige 4JET Gruppe liefert Lösungen für die Oberflächentechnik der Zukunft. Zu den Kunden zählen unter anderem alle weltweit führenden Reifenhersteller, zahlreiche Automotive Zulieferer und OEM, sowie die größten Hersteller von Flachglas und Dünnschicht-Photovoltaikzellen. www.4jet.de
Corporate News
Plan Optik and 4JET cooperate
- Process innovation for through-glass vias in the field of advanced packaging
- Premiere at Touch Taiwan on April 19-21 in Taipei
Elsoff, Alsdorf, 04.04.2023. Plan Optik AG (Elsoff, Germany) and 4JET microtech (Alsdorf, Germany) have jointly developed a process chain for the highly productive production of metallized through-glass vias.
The new VLIS process (short for Volume Laser Induced Structuring) enables the production of high-precision TGV („Through Glass Vias“) for advanced packaging in glass wafers, or substrates for displays.
TGV are micro-holes with a diameter of typically 10µm to 100µm. For various applications in the advanced packaging sector, tens of thousands of these vias are applied per wafer and metallized to produce the required conductivity. TGVs are also used in the manufacture of displays, for example based on µLED. Previous methods for manufacturing were slow, associated with high reject rates and difficult to match to the metallization process.
The teams from both companies have now developed a solution that can prepare several 10,000 vias per minute, which are etched in a subsequent batch process to be coated afterwards. The resulting channels are positioned with a hole-to-hole accuracy better than +/- 2µm. The substrates are free of microcracks, and the insides of the channels are smooth-walled and can be homogeneously metallized. The process is suitable for glass types typical in the semiconductor and display industry. In addition to glass starting thicknesses of 100µm, various copper layers down to 25µm thickness can be realized.
The two partners have agreed on a cooperation that provides users with a high degree of flexibility: Customers can either purchase components produced with VLIS from Plan Optik, or purchase qualified total solutions for system technology including laser systems, wet chemistry and metallization from 4JET and partners.
Plan Optik already has a modern production chain for the manufacture of glass wafers and masters all process steps from wafer cutting and edge processing, through structuring and cleaning, to metallization. The addition of 4JET’s system technology now enables the rapid and positionally accurate modification of substrates. A modified version of the proven 4JET laser systems for cutting glass is used. The PEARL platform is already used for cutting glass substrates in display, architectural glass, or medical technology. Depending on the version, the systems are capable of high-precision modification of glass up to 2.2 m wide and more than 3 m long.
A new technology
The use of laser technology for selective etching is not new, but overall the cooperation delivers significant advances for customers: the combination with Plan Optik AG’s extensive process chain creates the world’s leading solution chain for fully processed and metallized TGV wafers. At the same time, the precision, speed and availability now achievable on very large substrates enables application in display manufacturing for the first time.
The two partners see further potential for the VLIS process for glass-based MEMS, microfluidics or high-frequency antenna technology (e.g. 6G).
The PEARL systems are based on a granite machine platform that offers inherent accuracy and long-term stability. Cutting geometries and positions for interposers can be easily imported from CAD drawings. Targeted tuning of axis controls results not only in high cutting speed, but also in excellent path accuracy to achieve high-precision machining. The PEARL DYNAMIC FOCUS ensures that the focus is always within the process window without increasing the process time.
For more information, visit vlis.tech.
Plan Optik AG
As a technology leader, Plan Optik AG produces structured wafers at sites in Germany and Hungary. These wafers are used as active elements for numerous applications in sectors such as consumer electronics, automotive, aerospace, chemicals and pharmaceuticals. www.planoptik.com
4 Jet Group
The Alsdorf-based 4JET Group delivers solutions for the surface technology of the future. Customers include all of the world’s leading tire manufacturers, numerous automotive suppliers and OEMs, as well as the largest manufacturers of flat glass and thin-film photovoltaic cells. www.4jet.de