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Kupferdrahtbonding für robuste Leistungsmodule.
Die Live-Demonstration der Bondtechnik an einer Bondanlage von Kullike & Soffa fand reges Interesse.
Bondverbindung im Detail: Diese Bonddrähte erhöhen die Lebensdauer und Zuverlässigkeit in robusten elektronischen Leistungsmodulen.

Die Anforderungen an Leistungsmodule wachsen stetig. Die zunehmende Bedeutung der Elektronik in unterschiedlichsten Anwendungsbereichen führt zu einer Erhöhung der Komplexität der Baugruppen. Das hat Auswirkungen  auf die Verbindungstechnik und den damit verbundenen Prozessen. Im gleichen Maße steigt auch die Funktionsdichte der elektronischen Baugruppen, während sich der Platz auf den Platinen stetig verringert. Auf der PCIM Europe 2014, die vom 20. bis 22. Mai 2014 in Nürnberg stattfand, fokussierte das Edelmetall- und Technologieunternehmen Heraeus seine Produkte für die Leistungselektronik.

Großes Zuschauerinteresse fanden vor allem die Live-Bonden-Vorführungen: In Zusammenarbeit mit dem Maschinenhersteller für die Halbleiterindustrie Kulicke & Soffa zeigte der Geschäftsbereich Contact Materials Division von Heraeus die Verarbeitung seiner Kupferbonddrähte und -bänder. Eine Besonderheit der Bondmaschine ist das neuartige Bondkopfsystem. Damit lassen sich Kupfer- und Kupfer-/Aluminium-Hybrid-Bonddrähte schnell und präzise bonden. Daneben wurden Bonddrähte aus Silber und Silberlegierungen der jüngsten Generation für zuverlässiges Bonden im Fine-Pitch-Bereich und Lotpasten für DCB-Anwendungen (Direct Copper Bonding) sowie die etablierten Gold- und Kupferdrähte vorgestellt.

Pasten statt Drähte

Die Magic genannten Silbersinterpasten sorgen im Die-Attach für zuverlässige bleifreie Verbindungen. Insbesondere für Anwendungen hoher Leitungsdichte, wie DCB-Module oder Thyristoren, haben sich die Drucksinterpasten etabliert. Für Lead Frame Devices eignen sich drucklos prozessierbare Magic-Sinterpasten als bleifreie Verbindungstechnik. Diese ermöglichen den Ersatz von hochbleihaltigen Loten und Leitklebern.

Auch das aktuelle Dickkupfer-Pastensystem des Geschäftsbereichs Circuits & Components erzeugte viel Aufmerksamkeit, zeichnet sich das Pastensystem durch Flexibilität im Schaltungsdesign, Temperaturstabilität sowie hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit aus. Ergänzt um seine hohe Zuverlässigkeit, erfüllt es die Anforderungen der Leistungselektronik und kann eine attraktive Alternative zum herkömmlichen DCB darstellen. Ungeachtet dessen, hat Heraeus auch Lotpasten für DCB-Anwendungen (Direct Copper Bonding) im Programm. Sie eignen sich für Vakuumlötprozesse, zeigen kontinuierlich hohe Druckstabilität und gewährleisten einfach zu reinigende Flussmittelrückstände. Präsentiert wurden auch die Widerstandspasten (die bereits erfolgreich als Power Resistors zum Einsatz kommen) und das Materialsystem Celcion für LED-Anwendungen, das die Pasten-Alternative zu herkömmlichen MCPCBs (Metal Core Printed Circuit Boards) gelten kann.

Plattierte Bänder

Zum Produktportfolio von Heraeus gehören ebenso walzplattierte Bänder, Präzisionsstanzteile, flexible Substrate sowie Mikrospritzgusskomponenten für die Automobil- und Halbleiterindustrie. Heraeus stellt überdies AlSi-walzplattierte Bänder her, auch bekannt als „Heraeus AlSi:Bond“. Durch das Walzplattieren ergeben sich flexible Einsatzmöglichkeiten aufgrund der Änderung der physikalischen Eigenschaften in Bezug auf Wärmeausdehnung, Korrosionsbeständigkeit und Leitfähigkeit. Dies ermöglicht den Einsatz von AlSi:Bond in vielen anspruchsvollen Anwendungen. Durch die Kombination verschiedener Werkstoffe lässt sich ein Material erzielen, welches die positiven Eigenschaften der jeweiligen Werkstoffe miteinander verbindet und so die Vorteile komplizierter, mehrlagiger Schichtaufbausysteme bietet.

Mit dem neusten Produkt „B-Con“ bietet der Hersteller eine optimierte Verbindung für Li-Ionen Batterien. Er besteht aus den zwei Materialien Kupfer und Aluminium, die ein Platttierprozess miteinander verbindet – und zwar Seite an Seite. Als Verbindungselement der Pole sorgt das Band für optimierten Stromfluss bei Li-Ionen Batterien.