Selektives Ag-Sintern auf Organischer Leiterplatte

Abstract:
Generell ist im Bereich der Automobilelektronik, ein Trend zu immer höheren Leistungsdichten, steigenden thermischen Belastungen und schärfer werdenden Zuverlässigkeitsanforderungen festzustellen. Auf kleinstem Bauraum müssen zum Beispiel Leistungsendstufen integriert werden. Durch deren Verlustleistung können die Temperaturen auf den organischen Schaltungsträgern lokal auf über 170 °C ansteigen. Diese hohen Betriebstemperaturen und die geforderte Zuverlässigkeit der elektrischen Baugruppen stellen dabei die derzeit verwendete Aufbau- und Verbindungstechnik vor große Herausforderungen. Im öffentlich geförderten Vorhaben VORSCH (Verbindungstechnik und organische Schaltungsträger für Hochtemperatur Elektronik) wurde daher gemeinsam mit den Projektpartnern ein Verfahren entwickelt um mithilfe eines selektiven Silber-Sinterprozesses ungehäuste Halbleiterbauelemente auf organische Schaltungsträger zu verbinden. Typischerweise werden derzeit alle Bauelemente auf die Leiterplatte gelötet oder geklebt. Bei Bauelementen mit großer Verlustleistung und der damit verbundenen Eigenerwärmung stößt die Verbindungstechnologie jedoch an ihre Leistungsgrenze, was zu Ausfällen führen kann. Durch den Einsatz der neuartigen temperaturstabilen selektiven Sintertechnik können diese temperaturkritischen Halbleiterbauelemente erfolgreich nachbestückt werden, wobei alle anderen unkritischen Schaltungsteile weiterhin mit Standardtechnologie (z.B. Kleben) aufgebaut werden können. Der Beitrag zeigt den Stand des abgeschlossenen Vorhabens VORSCH und skizziert die gewonnenen Erkenntnisse aus Prozess- und Zuverlässigkeitsuntersuchungen.