Tel: 08-440 11 70
Fax: 08-440 11 71
[email protected]
www.elektronikindustriforeningen.se
Information från Elektronikindustriföreningen
REDAKTÖR: Bengt Magnhagen, e-mail: [email protected]
Mandalon bondar och kapslar chip
Mandalon Technologies AB, ett
avknoppningsföretag från Linköpings universitet, har valt att
verka i en liten, men växande,
högt specialiserad nisch. Man
kapslar chip i prototyper och
mindre serier med kort leveranstid. Kunder är främst små
och mellanstora företag.
Firmanamnet Mandalon låter
exotiskt men ger inga direkta associationer.
– Tänk på en tre år gammal
flicka som ser en grapefrukt. Hon
har inget namn för den - den ser
ut som en mandarin men är stor
som en melon. Det tog en knapp
sekund, sedan fanns Mandalon i
sinnevärlden säger Per-Erik Fägerman som tillsammans med en
kollega driver företaget.
Förklaringen kanske inte direkt rätar ut frågetecknen, men
ger förstås associationer till att allt
är möjligt. Namnet utstrålar kreativitet vilket behövs i ett ännu till
stor del outforskat område, byggsätt i allmänhet, och i det här fallet
kapsling i synnerhet. Mandalon
tar del i flera forskningsprojekt,
som vi skall återkomma till.
De ursprungliga idéerna formades på S-SENCE, kompetenscentrum inom sensorteknik vid
Linköpings universitet. Per-Erik
Fägerman och kollegor arbetade
med sensorer och fick en idé att
undersöka om det fanns ett behov
på marknaden för prototyptjänster. Så formades ett företag 1999.
I början av 2005 renodlades bolagets divergerande verksamheter.
Vakuumteknik och ytbeläggningsdelen lämnade Mandalon
och kvar är idag två personer som
helt och hållet arbetar med byggsätt för elektronik. Lablokalerna
finns i Törnevalla, strax utanför
Linköping.
ASIC, MEMS, sensorer och
andra mikrostrukturer kapslas av
Mandalon. Montering, bondning
och kapsling görs manuellt, eller
halvautomatiskt. Det betyder att
man kan ta hand om seriestorlekar
upp till flera tusen enheter.
– Exakt var den övre gränsen
går för hur många enheter som
lämpar sig för vår verksamhet är
svårt att uttala sig om eftersom
projektets komplexitet måste vägas in, säger Per-Erik Fägerman.
Det kan röra sig om alltifrån stora
ASIC till små, piezoelektriska
sensorchip.
Som regel används kapslar i
halvfabrikat av keramik eller metall. Mandalon kan försluta eller
gjuta igen kapslarna eller korten
NORD-Pie
Per-Erik Fägerman driver företaget Mandalon AB.
NY
Fyra typer av keramikkapslar med olika antal förbindningspunkter
och olika typer av ”ben”.
M
E
L
D
ME
Sedan tidigt 90-tal har piezoelektrisk tunnfilm studerats vid akademiska institutioner och många
företag har tagit fram kiselkomponenter där piezoelektrisk film ingår
som en huvudkomponent. Det är
komponenter som ultraljuds
bild-transducers, positionssystem,
tryck- och flödessensorer, gassensorer, energiinhämtare, accelerometrar och mikropumpar.
SINTEF och samarbetspartners har nu utvecklat tillförlitliga
teknologier inom det europeiska
MEMS-pie-projektet.
NORD-Pie syftar till att ge den
nordiska industrin tillgång till kvalificerade möjligheter till att skapa
piezo-MEMS i förstudier, konstruktion och produktion. Målet är
att skapa en öppen foundry-tjänst
för att ta fram prototyper och ge
småskalig produktion av MEMS
med piezoelektrisk tunnfilm. Projektet löper i 1,5 år, från september
2006. SINTEF är koordinator.
Gunnar Lilliesköld
IMAPS
TO-8-kapslar i produktion, färdiga att förslutas med de limförsedda locken i förgrunden.
med önskat material.
Per-Erik Fägerman berättar
att Mandalon i stor utsträckning
monterar nakna chip på kretskort.
Trådbondningen görs med aluminium- eller guldtråd.
Underlagen för monteringen
och kapslingen tar Mandalon själva fram. Alternativt har kunden
redan utarbetat en konstruktion
i vilken layoutarbetet ingår. Men
Mandalons specialkompetens på
prototypframställning utnyttjas
dock av många kunder.
– Vi löser de problem som andra inte klarar av, det är vi ”vassast
på” förklarar Per-Erik Fägerman.
Men vi ser det som fördelaktigt
om vi kan komma in så tidigt som
möjligt i projektet. Det ger möjlighet till att göra listiga lösningar för
att spara tid, pengar och att inte
behöva göra om lösningar i efterhand. Vi ser det som en utmaning
att hjälpa kunden över tröskeln.
Att hitta okonventionella lösningar är alltid en kick! Kunderna
är små och mellanstora företag,
universitet och forskningsinstitut, sådana som Acreo, Imego etc,
i Sverige och Norge.
En specialkompetens är att
kapsla kretsar för högfrekvens. I
ELEKTRONIK I NORDEN 19/2006
det fallet gäller det att hålla rätta
längder på bondtrådarna och även
hur dessa är dragna för att få rätta
impedanser och så låg spridning
från exemplar till exemplar som
möjligt. Så frågan är varför man
inte tillämpar flip-chip?
– Vi ser praktiskt taget ingen
efterfrågan av flip-chip. Och det
går faktiskt att åstadkomma goda
högfrekvensegenskaper även med
bondning. Vi har exempelvis bondat chip för bilradar, kretsar som
arbetar på 77 GHz!
I fråga om högfrekvens, höga
strömmar och små dimensioner
gäller det att göra avvägningar beträffande trådtjocklek, trådlängd,
anslutningsytans storlek (pad),
delningsavstånd mellan ledare
samt layout.
Kontakter med forskare
Per-Erik Fägerman höll nyligen
ett föredrag för forskare inom
institutionen för systemteknik,
ISY, vid Linköpings universitet.
Vad det hela i grunden handlade
om var att gemensamt utarbeta en
konstruktionsguide.
– Projektet skall utmynna i en
designguide, baserad på våra tidigare erfarenheter, med syfte att
Naket chip, limmat på PCB och
färdigt att bondas. Förstabondens guldkula sitter i den vita
kapillärspetsen och tråden löper vidare upp i densamma.
doktorander skall hamna på rätt
spår snabbare när de konstruerar
sina chip och mönsterkortbaserade lösningar. Ofta arbetar
dessa med höga frekvenser och
det gäller att ta fram ytterligare
åtgärder och vässa prestanda så
att inte själva kapslingen drar ned
resultaten. Det handlar också om
att få fram smartare och billigare
lösningar. I det här projektet är
minST inkopplat, berättar PerErik Fägerman.
Han ser det nyblivna medlemskapet i Elektronikindustriföreningen som en god möjlighet att
träffa andra medlemmar, under
årsmöten och seminarier, för att
knyta kontakter och utbyta erfarenheter. Medlemskapet är en del
i Per-Erik Fägermans uttryckliga
önskan att kunna vidareutveckla
företaget genom att finna fler
kunder som har behov av att
kapsla chip. Viktigt är Mandalons
deltagande i nätverken IMAPS,
IVAM och minST. Se separata
rutor om dessa.
Gunnar Lilliesköld
Imaps-Nordic är den nordiska
delen av IMAPS, International microelectronics and packaging
society. Detta är en icke-vinstdrivande organisation för företag
och institutioner som arbetar med
elektronikkapsling och produktion. Sammanslutningen syftar till
att sprida kunskap och information
inom detta område. IMAPS ger
ut en egen tidning och har årliga
möten i mitten av september. Mötesplatsen skiftar mellan Danmark,
Norge, Sverige och Finland.
IVAM
IVAM Fackverband für Mikroelektronik är en tysk branschorganisation för mikroteknik, nanoteknik
och nya material, med idag 188
medlemmar.
minST
KK-stiftelsens projekt minST
syftar till att skapa expertkompetens inom teknik för mikro- och
nanosystem. Programmet fokuserar på kompetenshöjning inom
mikro- och nanosystemteknik
inom mindre och medelstora
företag. Genom att skräddarsy
utbildningar stödjer minST såväl
teknisk som kommersiell idéutveckling hos dessa företag.
Konsortiärer är Mälardalens
högskola samt forskningsinstituten Acreo och Imego.
47
