Prozess- und Produktentwicklung

Löten

Löten ist ein mehrere tausend Jahre altes Verfahren zum stoffschlüssigen Fügen von Werkstoffen. Insbesondere beim Verbinden elektronischer Komponenten findet Lot als universelles Standardmaterial eine breite Verwendung. Das Verfahren kommt auf allen Integrationsebenen zum Einsatz, das heißt sowohl zum Verbinden von Chips (1st level) als auch auf der Baugruppenebene (2nd level).

Forschung und Entwicklung

Das Fraunhofer IZM beschäftigt sich gegenwärtig mit folgenden Fragestellungen für den Bereich Forschung und Entwicklung:

  • Reflow-Löten
  • Löten flächiger Lotverbindungen
  • Hochtemperaturbeständige Lotverbindungen (Transient Liquid Phase Bonding)
  • Flip-Chip-Löten unter Nutzung der Selbstjustage
  • Miniaturisierte Lötkontakte
  • Löten für hermetisch dichte Kappen
  • System-in-Package und die 3D-Integration

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Methoden und Equipment

Für die Bewertung der Lötverbindungen bedient sich das Fraunhofer IZM zerstörender und zerstörungsfreier Analysemethoden, darunter Querschliffpräparation, Lichtmikroskopie, Rasterelektronenmikroskopie, EDX-Analytik und Focused Ion Beam, sowie Untersuchungen zur Zuverlässigkeit mithilfe von Lebensdauer-, Temperaturwechsel- und Elektromigrationstests. Das Spaltfüllvermögen des Lotes an den Fügeflächen lässt sich durch Untersuchungen der Benetzungseigenschaften bestimmen.

Weiterhin bietet das Fraunhofer IZM Unterstützung bei:

  • Auswahl des Metallisierungsaufbaus
  • Lotapplikation und Flussmittelauftrag
  • Qualitätssicherung
  • Porenfreier Lötprozess
  • Technische Forensik

Dem Institut steht eine umfangreiche Ausrüstung für Selektiv-, Plasma-, Dampfphasen- und Konvektionslöten zur Verfügung.

 

Metallische Anbindung zum Kühlsystem für leistungselektronische Module

Ein optimiertes Wärmemanagement ist insbesondere in der Leistungselektronik von zentraler Bedeutung. Die Verbesserung der thermischen Anbindung zwischen Package/Modul und Kühlerstruktur kann die Lebensdauer des Gesamtsystems um ein Vielfaches erhöhen.