ALBIS unterstützt europäische Polymer-Wafer-Frames für Halbleiterfertigung

Polymer-Wafer-Frames für die Halbleiterfertigung
In der Halbleiterfertigung, Mikroelektronikproduktion und Chipmontage spielen Wafer-Frames eine zentrale Rolle bei der Stabilisierung von Halbleiterwafern während der Bearbeitung. Diese runden Rahmen halten die empfindlichen Wafer – die jeweils Tausende integrierter Schaltkreise enthalten – und ermöglichen gleichzeitig ihre automatisierte Handhabung durch Produktionsanlagen.

ALBIS unterstützt das kroatische Start-up Meliori Polymer Engineering bei der Entwicklung von Polymer-Wafer-Frames aus europäischer Produktion, die die Abhängigkeit von importierten Komponenten in der Halbleiterfertigung reduzieren sollen. Ziel der Initiative ist der Aufbau einer europäischen Wertschöpfungskette für die Herstellung von Wafer-Frames, die bislang überwiegend aus Asien bezogen werden.

Stärkung der europäischen Halbleiter-Lieferkette
Halbleiterwafer selbst bestehen aus Silizium, während die Rahmen, die sie während der Produktion stabilisieren, in der Regel aus Edelstahl oder technischen Kunststoffen gefertigt werden. Diese Rahmen gewährleisten die mechanische Stabilität der Wafer und ermöglichen ihre Kompatibilität mit automatisierten Handhabungssystemen entlang der gesamten Halbleiterproduktion.

Meliori Polymer Engineering wurde 2023 von den kroatischen Ingenieuren Antonia und Marko Omazić gegründet und ist derzeit das erste europäische Unternehmen, das sich auf Polymerlösungen für die Produktion von Wafer-Frames spezialisiert hat. Durch die lokale Herstellung dieser Komponenten soll Halbleiterherstellern eine europäische Bezugsquelle für Produktionskomponenten zur Verfügung gestellt werden.

PPS-Materiallösung für präzise Wafer-Frames
Um die mechanischen und chemischen Anforderungen der Halbleiterfertigung zu erfüllen, arbeitete Meliori eng mit ALBIS Austria zusammen, um geeignete Polymermaterialien auszuwählen. Wafer-Frames müssen mehrere anspruchsvolle Kriterien erfüllen, darunter:

Auf der K 2025 zu sehen: Der Waferrahmen für die Siliziumchip-Produktion

ALBIS schlug Tedur, ein Polyphenylensulfid-(PPS)-Compound von MOCOM, als geeignetes Material für diese Anwendung vor. PPS-Polymere werden in der Elektronik- und Halbleitertechnik häufig eingesetzt, da sie hohe Temperaturbeständigkeit, chemische Stabilität und Maßgenauigkeit bieten.

Das verwendete Tedur-Compound ist mit Mineral- und Glasfasern verstärkt, wodurch die erforderliche Steifigkeit und Oberflächenqualität erreicht wird und gleichzeitig eine gute Verarbeitbarkeit gewährleistet bleibt. Aufgrund seiner sehr guten Fließeigenschaften kann das Material auch auf kleineren Spritzgießmaschinen verarbeitet werden, was insbesondere in frühen Produktionsphasen Vorteile bietet.

Simulation und Unterstützung bei der Materialauswahl
Neben der Materialbereitstellung unterstützte ALBIS das Projekt auch technisch während der Entwicklungsphase. Das Unternehmen führte Formfüllsimulationen durch, um das Fließverhalten verschiedener Materialien im Spritzgussprozess zu analysieren.

Diese Simulationen ermöglichten eine fundierte Auswahl des geeigneten Materials sowie die Definition optimaler Prozessparameter zur Herstellung von Wafer-Frames mit der erforderlichen Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität.

Darüber hinaus koordinierte ALBIS weitere technische Prüfungen und Qualitätsanalysen in Zusammenarbeit mit MOCOM. Die entsprechenden Labortests unterstützten die Validierung der Materialleistung und trugen zur Zertifizierung der europäischen Produktionsprozesse von Meliori bei.

Perspektiven für nachhaltigere Wafer-Frame-Produktion
Die Zusammenarbeit eröffnete zudem neue Ansätze für nachhaltigere Materialkreisläufe bei Produktionskomponenten in der Halbleiterindustrie.

Ein derzeit untersuchtes Konzept besteht darin, postindustriell recyceltes Tedur in einem geschlossenen Materialkreislauf für Wafer-Frames einzusetzen. Sollte sich dieser Ansatz technisch umsetzen lassen, könnte er den Materialverbrauch reduzieren, ohne die mechanischen und chemischen Anforderungen der Halbleiterfertigung zu beeinträchtigen.

Durch die Kombination aus europäischen Materialien, regionaler Produktion und technischer Zusammenarbeit soll das Projekt zur Entwicklung einer widerstandsfähigeren Halbleiter-Lieferkette in Europa beitragen.

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