Onder de vlag van ASMPT kan Alsi oogsten

Een trend in de halfgeleiderindustrie is dat de versgebakken dies steeds vaker al op de wafer worden voorzien van een beschermend jasje. Molded wafer-level chip-scale packaging (mwlcsp) heet die technologie. Op de kale dies worden eerst contactpunten aangebracht. Daarna wordt er een zogeheten half cut gemaakt. Dat zijn kanaaltjes tussen de afzonderlijke dies van enkele tientallen micron breed. De mold die vervolgens over de wafer wordt uitgegoten, vult die kanalen en bedekt het hele waferoppervlak. Alleen de contactballetjes steken er nog bovenuit.

Als de onderkant van de wafer is weggeschuurd tot aan de bodem van de kanaaltjes, kunnen de chips van elkaar worden gescheiden. Daar komen de lasersnijders van ASM Laser Separation International (Alsi) om de hoek kijken. ‘Je kunt die sneden ook met een meer klassieke zaagmachine maken maar daarmee kom je bij lange na niet aan de smalle baan die wij met onze lasertechnologie weghalen’, zegt Kees-Jan Leliveld, senior director of operations bij het Beuningse bedrijf. Hoe dunner de snede, hoe beter, want hoe meer moldmateriaal er blijft zitten. ‘Een brede zaagstraat brengt het risico mee van te dunne moldwandjes op de chip. Om dat te voorkomen, moet je de chips verder uit elkaar zetten waardoor er minder op een wafer passen. Laseroplossingen zijn weliswaar duurder in de aanschaf maar als je naar het totale plaatje kijkt, zijn ze toch goedkoper. Ook omdat we veel sneller zijn dan klassieke zaagmachines.’

De mwlcsp-markt is nog niet volwassen. Naast de Beuningse lasermethode zijn er nog een handvol technologieën in competitie. De race is zeker niet gelopen maar ‘lasersnijden maakt een goede kans’, denkt Leliveld. ‘Mede omdat de zaagbaan smaller moet worden. Het is een zeer interessante sector voor ons.’

Blootleggen

Technisch gezien, is er voor Alsi nog genoeg winst te behalen om de strijd in zijn voordeel te beslechten. ‘Een mold bestaat uit kleine korreltjes van vijf tot dertig micron in doorsnede’, vertelt Leliveld. ‘Grotere deeltjes zijn goedkoper, maar als je die met een laser beschiet, exploderen ze bijna. Dat levert een pokdalige rand op. Je moet een afweging maken tussen de prijs van de mold en de kwaliteit van de snede. Dat is echt een discussiepunt met onze klanten, maar inmiddels hebben we de meesten overtuigd om duurdere molds te gebruiken.’

Een lastig punt is om de wafer goed uit te lijnen. Als het moldmateriaal er eenmaal op zit, is er immers niets meer te zien dan een zwart vlak met hier en daar een uitstekend contactpunt. Die zijn echter te onnauwkeurig geplaatst (vier tot zes micrometer) om als referentie te dienen voor de Beuningse lasersnijders. Leliveld: ‘We gebruiken die input wel, maar we vullen het aan.’ Aan de rand van de wafer wordt de mold weggetrimd. ‘Daardoor komen de begin- en eindpunten van de snijbanen bloot te liggen en halen we wel de benodigde submicronnauwkeurigheid.’

Hoewel die trimmachine ook nodig is voor een waferzager, betekent het een extra stap in het toch al complexe chipproductieproces. Alsi werkt daarom aan een oplossing voor dit probleem. Leliveld wil er nog niet al te veel over kwijt maar laat wel doorschemeren dat Alsi eind dit jaar wellicht een antwoord heeft. Verder kijken de Beuningse ingenieurs naar de toepassing van lasers die meer vermogen kunnen leveren en dus sneller door de mold snijden.

Grooving

De mwlcsp-sector is een nieuwe markt voor Alsi. En hoewel het een veelbelovende business is, blijven de Beuningers op meer paarden wedden. Om te beginnen, is dat infrarood snijden, vooral van rf-chips van galliumarsenide. ‘In die markt zijn we begonnen omdat de yield van de klassieke zaagmethode erg laag was’, vertelt Leliveld. ‘We zijn daar inmiddels de marktleider, zowel technisch als commercieel. Die sector is niet zo groot, maar hij groeit wel. We verkopen er ook nog steeds systemen die veelal in Chinese fabrieken komen te staan. Hier is het zaak dat we meegaan met de groei van de markt.’

Het tweede aandachtsgebied is grooving. Daarbij haal je de brosse toplaag weg van een wafer, waarna hij met een zaag in stukken kan worden gesneden. Het gaat om spoortjes van tien tot twintig micron diep en dertig tot zestig micron breed. Doordat de ontwikkeling van zijn 300 mm-platform vertraging opliep, was Alsi te laat op de markt met zijn oplossing. Bij de grotere spelers stak grote concurrent Disco de Beuningers de loef af.

‘We hebben een aantal Taiwanese klanten, maar dat zijn over het algemeen de kleinere spelers’, zegt Leliveld. ‘Bij de grote jongens moeten we de strijd aan met het veel grotere Disco. Technisch hebben we weliswaar een betere propositie, maar dat is niet voldoende om die partijen de overstap te laten maken. We zijn daar een luis in de pels van Disco.’

Alsi is gebaat bij een andere trend die al lang geleden is aangekondigd en zich nu doorzet: de chips worden steeds dunner. ‘Nu zijn ze vaak nog drie- tot zevenhonderd micron dik’, weet Leliveld. ‘Dat betekent eerst grooven en daarna klassiek zagen. Er komen echter steeds meer chips op de markt die tweehonderd micron of dunner zijn. Dan kom je in het domein waar lasersnijden financieel aantrekkelijker gaat worden dan de huidige techniek.’

Die trend zorgt er ook voor dat de Alsi-technologie steeds dichter bij de markt komt waarop het bedrijf mikte bij de oprichting in 2001: het snijden van wafers met discrete componenten. Een markt van zeer hoge volumes en lage marges. ‘Zaagbladen leveren problemen op nu de chips steeds dunner worden. Denk aan splinters en scheurtjes’, aldus Leliveld. ‘Dat is niet het geval bij lasers. Daarmee haal je bovendien een hogere doorvoer.’ Alsi heeft inmiddels verschillende machines verkocht aan Aziatische klanten. ‘Daar hebben we laten zien dat we drie tot vier keer sneller zijn dan de blade dicers, met eenzelfde of betere kwaliteit. Die markt begint langzaam onze richting op te kantelen.’

Intern ontwikkelen

Voor al die marktsegmenten baseert Alsi zijn machine op hetzelfde platform, Laser 1205, dat het voor elke applicatie configureert: een krachtige ir-laser voor rfic’s, een uv-laser voor grooving en een andere uv-laser voor dicing. De stage is in alle gevallen hetzelfde. ‘Dat is een mooi sellingpoint voor ons’, stelt Leliveld. ‘De nauwkeurigheid en de herhaalbaarheid van ons platform zijn significant beter dan die van Disco.’

In de vorige editie van Mechatronica&Machinebouw adviseerde Liteq-ceo Gerrit van der Beek bij de ontwikkeling van een nieuwe machine voor een nieuwe technologie zo veel mogelijk te kiezen voor standaard modules die zich al hebben bewezen in de markt. ‘Als je alles zelf ontwikkelt, loop je uit de tijd en heb je geen trackrecord om klanten te overtuigen dat het goed gaat. Hou dus zo veel mogelijk standaard en focus op de zaken waarmee jij je differentieert. Alleen dan kun je succesvol zijn’, aldus Van der Beek. Had Alsi er niet beter voor kunnen kiezen om de stage in te kopen en zich volledig te richten op de lasertechnologie?

‘Nee’, antwoordt Leliveld, ‘die stage is cruciaal voor ons. We zien het als een corecompetentie. We hebben het ook niet met twintig mechatronici intern ontwikkeld, maar we leunen sterk op onze partners CCM en het Duitse IMMS. Het is ook geen maatwerk vanaf scratch. De ideeën die er al lagen, zijn doorontwikkeld tot een Alsi-specifieke oplossing.’

‘Als je een standaardcomponent koopt, hangt daar natuurlijk een prijskaartje aan. En dat zal niet mis zijn’, gaat Leliveld verder. ‘We gebruikten vroeger een robot voor de waferhandling in onze machine. Die was heel erg duur. Daar hebben we een eigen oplossing voor bedacht die een stuk goedkoper is. Natuurlijk heb je dan te maken met een initiële investering, maar als je eenmaal systemen begint te verkopen, verdien je dat weer terug.’

Leliveld ziet een verschil tussen bedrijven in de Brainport en het meer verticaal geïntegreerde ASM Pacific Technology waarvan Alsi sinds drie jaar onderdeel is. ‘Waar in Brabant veel wordt samengewerkt voor bijvoorbeeld een motioncontrolplatform, zegt ASMPT dat dat key is’, vertelt hij. ‘Die ontwikkeling gebeurt intern. Wij profiteren nu van de kennis die aanwezig is in de groep. Daarin verschillen we sterk met bijvoorbeeld Liteq, dat een zelfstandig bedrijf is. Wij zijn een businessunit binnen een concern. Bovendien worden er, zeker binnen de groep, veel meer machines verkocht. Dan wordt het veel interessanter om te investeren in eigen technologie.’