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Bleifrei glücklich Wie Erhitzen von Aluminium und Ruthenium Schweißen, Löten, Kleben ersetzt

| Redakteur: Margit Kuther

Lötpunkte, die im Dauerbetrieb zu heiß werden, beginnen sich durch Korrosion zu zersetzen, das Gerät fällt dann rasch aus. Die Lösung: blitzartiges Erhitzen von Aluminium und Ruthenium kann selbst Metalle von wenigen Nanometern fest miteinander verbinden.

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Schwachpunkt Lötstelle: eine Alternative ist blitzartiges Erhitzen mit Aluminium und Ruthenium
Schwachpunkt Lötstelle: eine Alternative ist blitzartiges Erhitzen mit Aluminium und Ruthenium
(Bild: Erich Werner, pixelio.de)

Auf den Mikroprozessoren etwa von Smartphones befinden sich zahlreiche winzige Lötpunkte. Sie verbinden die integrierten Schaltkreise mit dem Elektroniksystem und leiten den Strom hindurch. Da Mobilgeräte heute immer flacher, aber auch leistungsfähiger werden, können sie bei intensivem Betrieb erheblich erhitzen.

Dann werden ihre winzigen Lötpunkte zur Schwachstelle im System. Materialforscher der Universität des Saarlandes haben jetzt mit Kollegen in Helsinki ein neues Material entdeckt, das solche Bauelemente und Werkstoffe durch eine blitzartige chemische Reaktion zusammenzufügen kann.

Elektronische Bauelemente werden immer kleiner und müssen gleichzeitig vielfältig miteinander vernetzt werden. In flachen Mobilgeräten etwa müssen Millionen von kleinsten Rechen- und Speichereinheiten im Nanometerbereich angeordnet werden.

„Die elektronischen Schaltungen in Handys oder Tablets sind ein äußerst komplexes, dreidimensionales Gebilde, das wie ein zentrales Nervensystem alle Funktionen steuert“, sagt Frank Mücklich, Professor für Funktionswerkstoffe der Universität des Saarlandes und Leiter des Steinbeis-Forschungszentrums für Werkstofftechnik (MECS).

Die elektronischen Bauelemente werden bisher in Öfen bei Temperaturen von einigen hundert Grad Celsius miteinander verlötet. Die Legierungen der Lötpunkte müssen bei mäßiger Hitze schmelzen und wieder erstarren, um die empfindlichen Schaltkreise nicht zu zerstören. „Wird das Smartphone jedoch später im intensiven Betrieb zu heiß, beginnen sich diese Lötpunkte durch Korrosion zu zersetzen, das Gerät fällt dann rasch aus“, erklärt Mücklich.

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