Induktionstechnik aus Sachsen verkuppelt Chips im Eiltempo

Chemnitz/Tokio, 28. Januar 2022. Die Nachfrage nach Leistungselektronik nimmt weltweit zu: Schaltkreise und Bauelemente, die auch starke Ströme und hohe Spannungen vertragen, werden für Elektroautos genauso benötigt wie für Solar- und Windenergieanlagen oder auch für schnellladende Smartphone-Netzteile. Teams von Fraunhofer und der TU Chemnitz (TUC) haben nun gemeinsam mit dem japanischen Elektronikunternehmen Shinko eine neue Methode entwickelt, um Leistungselektronik-Chips weit schneller als bisher zu komplexen Baugruppen zu „verdrahten“. Das geht aus einer Mitteilung des federführenden Fraunhofer-Institut für Elektronische Nanosysteme (Enas) in Chemnitz hervor.

Ähnlich wie beim Induktionsherd – nur kleiner

Dabei setzen die Ingenieure und Ingenieurinnen auf Induktionsspulen, wie man sie beispielsweise aus Induktionsherden kennt – nur eben stark verkleinert. Sie erhitzen leitfähige Materialien sehr schnell und stellen elektrische Verbindungen zwischen den Chips her. In der Halbleiterindustrie nennt sich dieser Prozess „bonden“.

Fraunhofer-Institut Enas rechnet mit kleiner Revolution in der Branche

„Vor allem für Hersteller von Baugruppen der Leistungselektronik ist dieses Verfahren revolutionär, da die Dauer von Fügeprozessen deutlich verringert und die thermische Beeinflussung aller Fügekomponenten reduziert wird“, sind die Enas-Spezialisten überzeugt.

Binnen 5 Sekunden auf 300 Grad

Denn das neuentwickelte System kann die Materialien, die Chips mit Leiterplatten oder untereinander verbinden, sehr schnell und punktgenau erhitzen, ohne die umliegenden Bauteile mitzuerwärmen und zu beschädigen. Dafür stecken Maschinen die Chips auf „Direct bonded copper“ (DBC) genannte Basisplatten und platzieren silberhaltige Pasten an die Kontaktstellen der Schaltkreise. Dann induzieren die Spulen Wirbelströme in das Silber. Binnen fünf Sekunden können sie das Material auf 300 Grad Celsius erhitzen. Nach dem Erkalten sind dadurch die Chips dauerhaft in der gewünschten Schaltung elektrisch verbunden.

Shinko übernimmt in Japan die Industrialsierung

Enas, TUC und Shinko stellen ihre neue Fügetechnologie für Mikrosysteme derzeit auf der Fachmesse „MEMS Sensing & Network System 2022“ in Tokio vor. Während die Forschungspartner aus Sachsen dieses Konzept fortlaufend weiterentwickeln, haben die Japaner die industrielle Verwertung der innovativen Chip-Bonding-Technik übernommen.

Autor: hw

Quelle: Enas

Ihre Unterstützung für Oiger.de!

Ohne hinreichende Finanzierung ist unabhängiger Journalismus nach professionellen Maßstäben nicht dauerhaft möglich. Bitte unterstützen Sie daher unsere Arbeit! Wenn Sie helfen wollen, Oiger.de aufrecht zu erhalten, senden Sie Ihren Beitrag mit dem Betreff „freiwilliges Honorar“ via Paypal an:

paypal.me/oigerDD

Vielen Dank!