Materialien Optimierung von Leiterplatten

Redakteur: Dr. Anna-Lena Gutberlet

Die neuen curamik Advantage Features von Rogers ermöglichen es Schaltungsexperten die Performance der keramischen Leiterplatten durch eine Auswahl an Zusatzoptionen zu optimieren.

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Die neuen curamik ADVANTAGE Features von Rogers ermöglichen es Schaltungsexperten die Performance der keramischen Leiterplatten zu optimieren.
Die neuen curamik ADVANTAGE Features von Rogers ermöglichen es Schaltungsexperten die Performance der keramischen Leiterplatten zu optimieren.
(Bild: Rogers Power Electronics Solutions)

Die curamik Substrate auf Keramikbasis umfassen curamik Power, curamik Power Plus, curamik Performance und curamik Thermal, und bieten ein breites Spektrum thermischer Leitfähigkeiten von 24 bis 170 W/m·K. Die Materialien wurden speziell zur effizienten Hitzeverteilung in wärmeerzeugenden Leistungs­elektronik­schaltungen in aktiven Hochleistungsgeräten wie IGBT oder und MOSFET Module entwickelt. Die Feature-Reihe curamik Advantage verbessert sowohl die Verwendbarkeit als auch die Leistung der curamik-Materialien und erhöht die Zuverlässigkeit im Prozess.

Die Features bieten für alle vier curamik-Leiterplattenmaterialien Beschichtungen aus Nickel (Ni), Nickel-Gold (NiAu) und Silber (Ag). Silberbeschichtungen können auch auf einzelne Bereiche aufgebracht werden, um einen Teil der Kupferoberfläche freiliegend zu lassen. Der nass-chemische Beschichtungsprozess erfolgt intern und hilft dabei, die Zuverlässigkeit und Wirksamkeit der Drahtbond- und Lötprozesse zu verbessern.

Weitere Prozesse mit curamik Advantage sind beispielsweise chemische oder mechanische Behandlungen zur Verbesserung der Oberflächenrauheit Rz auf unter 7 µm, Einsatz eines Lötstopplacks, um unbeabsichtigtes Fließen von Lot sowie die Bildung unerwünschter Lotbrücken zu verhindern, Behandlung um eine teilentladungsfreie Substrate zu bieten, und Laserbohren kleiner Durchgangslöcher mit Durchmessern von größer als 1 mm.

Der vielleicht wichtigste Prozess der curamik-Advantage-Feature-Familie ist die Optimierung für einen modernen Silber-Sinter-Prozess, der für die Chipverbindung und Systemlötung eine Alternative zum konventionellen Verfahren bietet. Durch das Silber-Sintern können mittels Erhitzen einer Paste mit winzigen Silberpartikeln sehr zuverlässige Verbindungen hergestellt werden. Silber weist eine hervorragende thermische Leitfähigkeit (240 W/m·K) auf und durch Ändern der Größe der enthaltenen Silberpartikel können Verbindungen mit unterschiedlichen Stufen thermischer Performance für eine verbesserte Zuverlässigkeit hergestellt werden. Beim Silber-Sinter-Prozess werden Verbindungen mit Standarddicken von 50 bis 100 µm ausgebildet. Auch geringere Stärken sind heute schon möglich.

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