Mit Ablestik SSP2000 wird die Haftung der Silberpartikel in einem einzigartigen Silbersinterverfahren (Ag-Sintern) unter Beeinflussung der Oberflächenspannung hergestellt.

Mit Ablestik SSP2000 wird die Haftung der Silberpartikel in einem einzigartigen Silbersinterverfahren (Ag-Sintern) unter Beeinflussung der Oberflächenspannung hergestellt.Henkel-Ablestik

Beim Sintern werden Partikel miteinander verbunden, indem sie in einem Sinterofen auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes erwärmt werden, bis Haftung eintritt.

Beim herkömmlichen Silbersintern wirken sowohl Wärme als auch Druck auf das Material beziehungsweise das Bauteil, bis die Metallverbindung hergestellt ist. Der Nachteil des mit Druck arbeitenden Verfahrens beim Halbleiter-Packaging sind die relativ geringen Durchsätze, da die Bauteilträger in kostenintensiven Chip-Bonding-Systemen einzeln verarbeitet werden müssen.

Mit Ablestik SSP2000 wird die Haftung der Silberpartikel in einem einzigartigen Verfahren unter Beeinflussung der Oberflächenspannung hergestellt. Dadurch ist keine Druckbeaufschlagung erforderlich, und die Aushärtung des Materials kann batchweise in einem Standardofen bei einer Temperatur von nur 200 C erfolgen.

Darüber hinaus kann das Material in Standard-Chip-Bonding-Systemen verarbeitet werden. Es sind keine Investitionen in spezielle Ausrüstung und Geräte nötig, sodass bestehende Materialien einfach, schnell und kostengünstig ersetzt werden können.

Dr. Michael Todd, Vice-President of Product Development and Engineering bei Henkel, erklärt begeistert: „Die Henkel-Technologie ermöglicht eine exponentielle Steigerung des Durchsatzes von ca. 30 Einheiten pro Stunde beim herkömmlichen Sinterverfahren auf beeindruckende 6.000 Einheiten pro Stunde.“

Der hohe Durchsatz ist zwar ein wichtiger Vorteil, aber noch entscheidender ist die thermische Beständigkeit und enorme Zuverlässigkeit des Materials. Gegenüber Weichloten mit hohem Bleigehalt – gegenwärtig das Material der Wahl für Leistungsmodule – zeigt Ablestik SSP2000 eine deutlich höhere Zuverlässigkeit in Lastwechseltests.

Während das Lot bereits nach 200 Zyklen versagte, trat bei Henkels Silbersinterverfahren der erste Ausfall erst nach mehr als 2.000 Zyklen auf. Auch in Sachen Wärmeleitfähigkeit und Temperaturbeständigkeit ist das Material dem Lot überlegen und bietet damit insgesamt eine bessere Leistung und Zuverlässigkeit.

Bei Hochleistungsbauteilen wie IGBTs sorgt dies gegenüber herkömmlichen Lösungen für deutlich mehr Flexibilität im Herstellungsprozess.

„Dank der überlegenen Übertragungsleistung von Ablestik SSP2000 können IGBT-Designer und -Hersteller jetzt die Anzahl der Chips auf einem Bauteilträger reduzieren und so wertvollen Platz sparen“, so Todd. „Dieses Material ermöglicht technische Lösungen, die mit den bisher favorisierten Weichloten mit hohem Bleianteil schlicht nicht realisierbar sind. Und als Tüpfelchen auf dem i funktioniert das Ganze auch noch in einem drucklosen Verfahren mit niedrigeren Aushärtetemperaturen.“

Bleifrei spätestens ab 2014

Halbleiter-Packaging-Spezialisten wollen jedoch nicht nur leistungsfähigere Materialien für höhere Durchsätze, sondern suchen auch aktiv nach Ersatz für bleihaltige Lote, insbesondere im Segment der Leistungsbauteile. Gemäß RoHS-Richtlinie müssen bleibasierte Materialien in Leistungsbauteilen bis 2014 durch bleifreie Produkte ersetzt werden, d. h. binnen weniger als drei Jahren müssen geeignete Alternativen verfügbar sein.