Synergie zwischen Spritzguss und Bonden

Wilden AG, Regensburg

Die bereits langjährig bestehende Geschäftsverbindung zwischen der im Kunststoffspritzgieß-Bereich tätigen Wilden AG und der Binder-Kontakte GmbH/Tecsys GmbH mit ihrer Produktpalette in der Stanztechnik, wurde nun durch eine intensivierte Zusammenarbeit gefestigt und ausgebaut. Auf der Basis dieser Partnerschaft wurden bereits verschiedene Projekte durchgeführt. Dazu gehört beispielsweise das Umspritzen bondfähiger Materialien, wie es bei einem Bauteil für Thyristoren zum Einsatz in der Pumpensteuerung für die Firma Danfoss umgesetzt wurde. Die so gewonnene Prozesssicherheit wurde daraufhin für weitere Projekte genutzt, zum Beispiel bei einem Bondrahmen für Eupec, der in der Leistungselektronik verwendet wird.

Grundsätzlich werden bei diesen Projekten die selben Verfahren eingesetzt. Die bondfähigen Leiterkämme, von Binder-Tecsys, werden bei Wilden mit einem Kunststoffrahmen umspritzt. Bei diesem Prozess müssen spezielle Anforderungen bei der Produktion eingehalten werden. Anderenfalls sind die hochwertigen Fertigbauteile unbrauchbar. Besondere Anforderungen ergeben sich auch aus der mechanischen Belastung, die durch die aufgewendete Energie beim Drahtbonden auf das Material einwirken.

Für die Abwicklung der Projekte hat sich folgende Vorgehensweise bewährt: In gemeinsam entwickelten Transport-Trays werden die Bondkämme von Binder-Tecsys zur Produktionsstätte angeliefert. Die Metalleinsätze müssen neben mechanischer Beschädigung auch gegen Umwelteinflüsse geschützt werden. Die speziell entwickelten Trays dienen daher nicht nur dem Transport, sie werden vielmehr im gesamten Prozess, bis hin zum Lager des Kunden, als Schutzverpackung eingesetzt. Nach Verarbeitung der Bondrahmen werden die Trays wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt und neuerlich eingesetzt. Dieses System ist nicht nur umweltfreundlich, sondern vor allem auch wirtschaftlich, kostengünstig und durch ein einfaches Handling gekennzeichnet.

Der Spritzguss erfolgt in der Produktionsstätte von Wilden in Tschechien. Durch den Spritzgussvorgang darf die Bondbarkeit der Leadframes nicht beeinträchtigt werden und die Metalleinsätze müssen vollständig mit Kunststoff umschlossen sein. An allen Leads müssen gleiche Einbettbedingungen herrschen und die Bondfläche muss berührungslos verarbeitet werden.

Um diese Vorgaben rationell zu erfüllen, werden Multikombinations-Werkzeuge eingesetzt.In einem einzigen Werkzeug sind Spritzgussform und Stanztechnik verbunden, was bedeutet, dass auf das separate Freischneiden verzichtet werden kann. Durch diese neuartige Technik entfällt ein Arbeitsschritt, was zu Kostensenkung und Kapazitätssteigerung führt. Der Vorteil ist bis zu 30% Einsparung der Fertigungszeit.

Durch die zweistufige, fertigungsbegleitende Qualitätskontrolle werden zunächst die Bauteile gesichtet, und dann einem Belastungstest ausgesetzt. Mit einem Bondautomaten wird im ersten Schritt auf das Pad gebondet. Im zweiten Schritt wird mit einem Pull-Tester der Bonddraht durchgerissen. Hierbei ist die erforderliche Zugkraft das Messkriterium. Die Loop-Geometrie muss dabei bei allen Prüfun-gen an vergleichbaren Teilen konstant gehalten werden.

Ein weiteres Projekt für die Zusammenarbeit der beiden Unternehmen ist die zukunftsträchtige Rastermethode. Durch das einfache Handling und den Einsatz einfacherer Stammkämme wird die Flexibilität erhöht und darüber hinaus sind erhebliche Materialeinsparungen möglich.