Neuer Prozess für die EMV-Abschirmung
Inkjet-Druck statt Sputtern für 5G-Geräte
Fortsetzung des Artikels von Teil 2
..."50 % kostengünstiger als Sputtern"
Im Moment konzentriert sich Heraeus darauf, System-in-Packages abzuschirmen. Das Verfahren erlaube es laut Stietz aber auch, einzelne Dies mit der abschirmenden Schicht zu versehen.
Insgesamt ist der Prozess laut Stietz rund 50 Prozent kostengünstiger als Sputtern. Das liegt einmal daran, dass die Inkjet-Drucker in der Anschaffung sehr viel billiger sind als Sputter-Maschinen. Dazu kommt der schnelle, flexibel einstellbare Prozess, der zudem wenig Material verbraucht.
Mit dem Paket aus Drucker, Silbertinte und Aushärtungstechnologie wendet sich Heraeus zunächst an die Hersteller von 5G-Smartphones. »Wir erwarten, dass der Markt für 5G-Mobiltelefone 2020/21 hochlaufen wird«, erklärt Stietz. Danach wären aber alle Geräte interessant, die über 5G kommunizieren, vom Konsumgüterbereich über die Industrie bis zu den vernetzten Fahrzeugen.
Die neue Technik ist also nicht nur billiger, sondern eröffnet auch eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten. Dementsprechend groß sei die Resonanz kürzlich auf der Semicon Taiwan gewesen, wo Heraeus die Lösung präsentiert hat. Doch bedeutet es für die Hersteller einen Sprung ins Neuland. »Deshalb kommt es jetzt darauf an, dass wir alle relevanten Prozesse verifizieren und zeigen, wie sie in der Praxis funktionieren, sodass die Hersteller die Möglichkeit haben, einfach und ohne großes Risiko auf den neuen Prozess umzusteigen.«
Ergänzende Löt- und Sinterprozesse
Die Miniaturisierung infolge der 5G-Technik hat auf Baugruppen- und Leiterplattenebene im Bereich EMV-Schirmung ihre weitreichendsten Folgen. Doch auch in weiteren Sektoren der Elektronikfertigungsprozesse halten im 5G-Umfeld bemerkenswerte Änderungen Einzug, etwa in die Lötprozesse. Bei sehr dicht platzierten Bauelementen mit geringen Abmessungen kommt es darauf an, sehr feine Lotpasten zu verwenden. Mit Welco hat Heraeus ein Produkt entwickelt, das aus fast perfekt runden Partikeln besteht. Die Korngrößen entsprechend dem IPC-Standard erreicht das Pulver, ohne dass dazu Sieben erforderlich wäre. Die Oxidbildung auf der Oberfläche konnte stark reduziert werden. Zusammen mit einem darauf abgestimmten Flussmittel ist für ein konstantes Lotvolumen während des Druckprozesses gesorgt, wodurch Fehler – etwa die Solder-Beadings – beim Aufbau von Systems-in-Package deutlich reduziert werden können.
Zudem erhöht sich die Temperatur in den 5G-Geräten aufgrund der höheren Leistungsdichten, sodass die klassischen Lötverfahren in einigen Anwendungen bereits an ihre Grenzen stoßen. Eine Alternative bildet das Sintern. Dazu hat Heraeus neue Silbersinterpasten vom Typ mAgic entwickelt. Ähnlich wie beim neuen Verfahren für die EMV-Abschirmung müssen die Anwender auch für den alternativen Sinterprozess neue Maschinen anschaffen. Statt eigene Maschinen wie im Fall der Drucker zu entwickeln, arbeitet Heraeus eng mit den Herstellern dieser Maschinen zusammen. Anders als auf dem Gebiet der Drucker gibt es in diesem Sektor nämlich Hersteller, die ihre Maschinen auf die Anforderungen der Halbeiterindustrie ausgelegt haben. Insgesamt ergibt sich auch hier ein deutlicher Effekt: »Mit den neuen Sinterprozessen erhöht sich die Lebensdauer der Bauelemente um den Faktor 10«, freut sich Frank Stietz.
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