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Herstellung von Leistungselektronik mit hoher Zuverlässigkeit

Optimierter Jetting-Prozess von Sinterpasten
Herstellung von Leistungselektronik mit hoher Zuverlässigkeit

Herstellung von Leistungselektronik mit hoher Zuverlässigkeit
Durch Zusammenarbeit wurde eine Lösung erarbeitet, die ideal aufeinander abgestimmte Komponenten und Materialien zum Jetten von Sinterpasten bietet Bild: Heraeus
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Die drei Technologieunternehmen Heraeus, perfecdos und Infotech automation haben gemeinsam eine Lösung erarbeitet, die ihren Kunden ideal aufeinander abgestimmte Komponenten und Materialien zum Jetten von Sinterpasten bietet.

Die Zusammenarbeit führte zur produktionsreifen Entwicklung der Jetting-Prozesse – das spart Zeit und ermöglicht Flexibilität. Aufgrund der steigenden Produktionsvielfalt und immer kürzer werdenden Produktzyklen, müssen Hersteller häufig die Aufbau- und Verbindungstechnik im Fertigungsprozess anpassen. Flexible und zeitsparende Prozesse bedeuten so einen Wettbewerbsvorteil und erleichtern die Erstellung von Prototypen. Darüber hinaus stellen komplexe Bauteile hohe Anforderungen an den Fertigungsprozess, die Hersteller mit dem üblichen Schablonendruckverfahren beim Sintern nicht mehr abbilden können.

Jetting-Technologie mit optimierter Jetdüse, Sinterpaste und Dosieranlage

Die von Heraeus entwickelte Sinterpaste mAgic DA295A ist eine für druckloses Niedertemperatur-Sintern optimierte Paste. Sie bietet eine um ein Vielfaches höhere Wärmeleitfähigkeit als die im Markt aktuell verwendeten Leitkleber und Lotpasten. Die Paste wurde insbesondere für Leistungsanwendungen mit hohen Betriebstemperaturen und hohen Stromdichten optimiert.

Das Mikrodosierventil PDos X1 von perfecdos erreicht dank dem innovativen und patentierten Aktorsystem (Antriebssystem) eine extrem hohe Leistungsfähigkeit. Ausgehend davon konnte eine weitere Düsengeneration entwickelt werden, welche das Jetten der Sinterpaste ermöglicht hat. Die hohe Auftragsgeschwindigkeit des PDos X1 wurde eingesetzt um das Ziel, kürzere Taktzeiten zu erreichen. Das berührungslose Dosieren erspart zudem die Bewegung des Ventils in der Z-Achse und minimiert das Kollisionsrisiko mit dem Leadframe. Ein weiterer Vorteil ist die Konstanz der aufgetragenen Menge an Sinterpaste.

Der Tischdosierroboter von Infotech integriert eine Vielzahl verschiedener Dosiertechniken von Druck-Zeit über volumetrischen Dosierern bis zu elektropneumatischen oder piezoelektrischen Jet-Dosiertechniken. Die Maschinensoftware bietet zusammen mit der integrierten Bildverarbeitung ein intuitives Erarbeiten der Dosierparameter. Diese werden zusammen mit dem Dosiermedium, der Dosiertechnik und dem jeweiligen Dosierpattern in einer Bibliothek gespeichert – sie können jederzeit in einem Anwendungsprogramm abgerufen oder weiter angepasst werden. Die Maschine ermöglicht es Kunden zudem, das Jetten der Sinterpaste mit dem Bestücken des Chips auf der gleichen Maschine zu kombinieren. Die Konfiguration und Parametrisierung der Desktopmaschine kann ohne Änderungen auf eine inline-fähige Fertigungszelle übertragen werden.

Sintern als Alternative zu Lotpasten

Betriebstemperaturen über 230 °C, Lebenszyklen von mehr als zehn Jahren und neue Anwendungen wie Elektromobilität oder die 5G-Technologie stellen die Aufbau -und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik vor neue Herausforderungen. Lötverbindungen stoßen an ihre Grenzen. Das Sintern bietet eine Lösung mit hervorragender elektrischer und thermischer Leitfähigkeit und gewährleistet ein optimales Wärmemanagement bei erhöhten Betriebstemperaturen ohne Abstriche bei der Zuverlässigkeit.

www.heraeus.com; www.perfecdos.com; www.infotech.swiss

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