ASM SilverSAM:

Silver Sintering für die Produktion von Leistungselektronik

 

ASM SilverSAM: Silver Sintering für die Produktion von Leistungselektronik

Wechselnde Belastungen, hohe Temperaturen – leitende Verbindungen in der Leistungselektronik altern schneller. Eine Lösung bieten temperaturbeständigere Materialien wie SiC-Substraten und Nano-Silber als Paste. Der hohe Schmelzpunkt von Nano-Silber verbietet jedoch ein Schmelzverfahren zur Herstellung der leitenden Verbindungen, weil elektrische Bauteile diese Temperaturen nicht überstehen.

Die Lösung: Über Silver-Sintering lassen sich Nano-Silberpartikel ohne Schmelzen in eine stabile Verbindung und Form bringen. ASM SilverSAM ist dafür die perfekte, automatisierte Lösung und lässt sich mit ASM Lösungen für Pastendruck, Die Attach und Wire Bonding verketten. So können Bauteilhersteller sehr effizient IGBTs mit längerer Lebensdauer und verbesserten elektrischen und thermischen Eigenschaften produzieren.

 

Die Prozesskette

Zuerst wird die Paste mit den Silber-Nanopartikeln über DEK Drucker auf das DBC (Direct Bond Copper) oder Substrat aufgebracht (Ag Paste Application). Es folgt das Pre-Sintering. Dafür werden höhere Bondkräfte sowie Bondköpfe für Temperaturen von 100°C und mehr benötigt, um den Die fest mit dem Substrat zu verbinden und deren Verrutschen zu verhindern.

 

Pressure-Sintering mit SilverSAM

Der Kernprozess, das Sintern, kombiniert materialabhängig Druck, Temperatur und Zeit, um die Silberpartikel in der Paste stabil zu verbinden – bei Temperaturen weit unter dem Schmelzpunkt. Mit SilverSAM (Silver Sintering Automated Machine) bietet ASM Back End Systems eine hochflexible Sinter-Presse für die Elektronikindustrie. SilverSAM arbeitet mit Drücken größer 10 MPa und Temperaturen von 200°C bis 300°C. Die Sinterfläche umfasst 270 mm x 175 mm – für zwei 5 x 7 Zoll Panels und perfekt für Träger mit vereinzelten Substraten.

Das innovative Tooling in SilverSAM lässt sich so auslegen, dass Druck nur auf den gewünschten Flächen (Dies, Clips etc.) erzeugt wird (SilverSAM Selective Pressure Sintering). Hohlräume oder Grooves auf dem Substrat werden ausgespart. Ein spezieller Film zwischen Die und Tooling schützt die Bauelemente.

Anwender können 1 bis 3 Pressen in einer SilverSAM kombinieren. Labore und Prototypen-Produktionen arbeiten mit der kleinsten Variante, während in der Volumenproduktion die vollautomatisierte SilverSAM-Variante mit mehreren Pressen für hohen Durchsatz und Produktivität sorgt.

Die gesinterten Packages werden anschließend über Pick&Place mit SMT-Bestückautomaten auf der Base Plate assembliert. Wedge Bonder wie ASM Hercules erstellen dann die stabilen Drahtverbindungen innerhalb der Module.