Stamped-Circuit-Board-Technologie

Elektronische Systeme werden bei zunehmenden Anforderungen immer kleiner und komplexer. Heraeus hat auf diesen kontinuierlichen Trend zur Miniaturisierung reagiert und eine smarte Lösung entwickelt. Die SCB Technologie ist speziell auf kleine Schaltkreise ausgelegt. Mit ihr lassen sich im Millionen-Maßstab unterschiedliche Metall-Kunststoffkombinationen in einem sehr effizienten Herstellungsprozess strukturieren und laminieren.

Gestanzte Metall-Substrate

Gestanzte Metall-Substrate von Heraeus werden bereits seit vielen Jahren als Bauelementeträger in der Elektronik eingesetzt. Basierend auf dieser Erfahrung geht die SCB-Technologie einen Schritt weiter und kombiniert strukturierte Metallschichten mit ebenfalls strukturierten Kunststoffschichten. Ähnlich wie bei Leiterplatten kann dieser Schichtaufbau aus glasfaserverstärktem Epoxidharz und Kupfer bestehen. Die getrennte Strukturierung der beiden Materialien erlaubt allerdings völlig neue Designkonzepte.

Der Herstellungsprozess als solcher ist gänzlich anders. Sowohl der Kunststoff als auch das Metall werden zunächst auf separaten Rollen verarbeitet. Nach entsprechenden Anforderungen werden die Materialien dabei im Stanzprozess strukturiert und anschließend durch einen Laminierprozess passgenau miteinander verbunden. Wird für die spätere Anwendung eine spezielle Oberfläche benötigt, kann diese durch einen Galvanikprozess aufgebracht werden. Alle Produktionsschritte laufen hierfür in effizienten Rolle-zu-Rolle Verfahren ab.

Werkstoff-, Oberflächentechnik- und Werkzeugkompetenz

Führende Lichthersteller mit ihren LED-Produkten profitieren von dieser neuen Technologie. Lichtstrom, Effizienz und Lebensdauer sind bei LEDs stark abhängig von der eigenen Sperrschichttemperatur (Junction-Temperature). Eine steigende Bauteiltemperatur wirkt sich daher negativ auf die Leistung von LEDs aus.

Einem ausgeklügelten thermischen Management kommt folglich eine enorme Bedeutung zu. Die SCB-Technologie, leistet als Chipträger einen entscheidenden Beitrag für die elektrischen und thermischen Eigenschaften und nimmt durch den Einsatz von verschiedensten wärmeleitfähigen Metallen bzw. Metalllegierungen eine entscheidende Schlüsselrolle ein.

Fazit

Die Vorteile der SCB-Technologie liegen auf der Hand: SCB ist die optimale Leiterplattentechnologie für miniaturisierte Schaltungen. Das hochpräzise Stanzverfahren ist zur Herstellung kleiner Strukturen bis 60 µm Steg und Schlitzbreiten in 40 µm dünnen Materialien und für hohe Stückzahlen ideal geeignet. Diese Materialstärken erlauben niedrige Packagehöhen und bieten zusätzlich den Vorteil einer wesentlich größeren Flexibilität.

Im Gegensatz zur klassischen Leiterplatte bietet SCB die Möglichkeit einer sehr einfachen Strukturierung der Kunststoffschicht und somit neue Kontaktierungsmöglichkeiten. Die Bauteile können direkt mit leitfähigem Kleber auf die unten liegende Metallschicht aufgebracht und über die Rückseite des Metalls kontaktiert werden. Bei temperaturempfindlichen Bauteilen lässt sich dadurch ein völlig neues Wärmemanagement kreieren, welches die Wärme direkt durch die leitende Kupferschicht abführen kann.

Somit lassen sich mit dem preiswerten SCB Massenfertigungsverfahren Modulaufbauten realisieren, die Gesamtwärmeleitwerte im Bereich von keramischen bzw. kunststoffumspritzten Aufbauten erzielen. 

(hb)