Aufbau- und Verbindungstechnik

Thema

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SMD-Bestückung.
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SMD-Bestückung.

Die Vorteile keramischer Verdrahtungsträger und Sensoren bestehen neben den günstigen mechanischen Eigenschaften in der sehr guten thermischen Leitfähigkeit der Substratmaterialien sowie dem sehr günstigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten. Diese Kenngrößen gestatten neben der Montage diskreter Bauelemente auch die Verarbeitung ungehäuster Halbleiterbauelemente. In diesem Fall erfolgt die elektrische Anschlusskontaktierung zwischen Halbleiter und keramischen Verdrahtungsträger mittels Drahtbonden bzw. Löten. Da die keramischen Verdrahtungsträger typischerweise im Bereich der Leistungselektronik eingesetzt werden dominiert der Einsatz von höheren Drahtdurchmessern sowie Sonderdrahtmaterialien.

 

Leistungsangebot

 

  • Dimensionierung, Design und Realisierung von Prototypen für Dickschichtschaltkreise
  • Entwicklung und Optimierung für Packaginglösungen für dickschichtbasierte Baugruppen
  • Technologieoptimierung von Montageprozessen und Materialauswahl
    • Löten
    • Kleben
    • Drahtbonden
  • Thermische Alterung
  • Schadensanalyse

 

Gerätetechnische Ausstattung

 

  • Siebdrucker EKRA
  • Durchlaufofen Centrotherm
  • Drahtbonder (F&K Delvotec)
  • Manueller Bestücker (essemtec AG EXP SA)
  • Pull-/Schertester DAGE 4000
  • Batchlötofen Fokus 350
  • Selektivlöten ATN
Lichtlötkopf.

Selektivlöten

 

Schwerpunkt der Arbeiten der Gruppe Systemintegration im Bereich des Lötens liegt auf dem Einsatz selektiver Löttechniken. Hierfür stehen Ausrüstungen zum ortsaufgelösten Reflowlötens auf der Basis des Licht-, des Laser- sowie des Induktionslötens zur Verfügung.

Auf der Basis der eingesetzten Lötverfahren können Löttemperaturen bis 600 °C erreicht werden. Dieser Umstand gestattet den Einsatz hochschmelzender Lotlegierungen unter Luftatmosphäre. Die selektiven Löttechniken bieten sich ebenfalls zur Kontaktierung Temperaturempfindlicher Bauelemente an.

  Laser soldering Light soldering Inductor soldering
Power / W 32 250 2600
Focus diameter / mm < 1,5 < 3 < 6
Work distance / mm 70 - 80 30 - 50 < 1
work paramteter 908 nm 500 - 1500 nm 0,5 - 1,0 MHz
Temperature range / °C < 450 < 450 < 850
Soldering time / s < 3 < 5 < 3
Dependence surface surface geometry
Application example Interconnection of cell bus bars Interconnection of cell bus bars Interconnection of cell strings
difficult-to-reach soldering joints drying of adhesives interconnection of engine conrtol units (automotive)
Advantage contact soldering small soldering joints surface heating absolute constant heating
short process time, contactless, low maintenance

Drahtbonden

 

Im Bereich des Drahtbondens stehen folgende Verfahren zur Verfügung:

Verfahren Drahtmaterial Bemerkung
Dünndraht Ball-Wedge Bonden Au (Typ. Drahtdurchmesser 25 µm) Sonderdrähte auf Anfrage
Dünndraht Wedge-Wedge Bonden Al (Typ. Drahtdurchmesser 25 µm)  
Dickdraht Wedge-Wedge Bonden Al, Cu (Drahtdurchmesser bis 500mm) Sonderdrähte auf Anfrage
Bändchenbonden Al (200 µm x 2000 µm)  

 

Das Dünndrahtbonden wird vorwiegend zur Kontaktierung von auch hochtemperaturtauglichen Sensor Elementen eingesetzt. Für Anwendungen im Bereich der Leistungselektronik ist es erforderlich große Leiterzugquerschnitte zu nutzen. Insofern dominiert der Einsatz von Dickdraht- oder Bändchenverbindungen.

Kupfer Dickdrahtbondverbindungen auf DCB Substrat.
Aluminium Bändchenbondverbindungen auf AMB Substrat.