Indium Corporation Neues Lotmaterial für zuverlässige Prozesse

Wärmezyklustest des Indalloy 292 zwischen –40 °C und +150 °C
Wärmezyklustest des Indalloy 292 zwischen –40 °C und +150 °C

Wegen der fortschreitenden Elektrifizierung in der Automobilindustrie ist die Nachfrage nach leistungsfähigen Power-Modulen groß und beeinflusst auch Lötverfahren und Sinter-Prozesse. Indium Corporation hat hierfür neue Materialien in petto.

Um die in der Automotive-Branche typischen Mengenszenarien inklusive ausgeprägter Peak-Stückzahlen effektiv in der Fertigung abzubilden, sind neue Denkansätze in Prozess- und Materialtechnologie gefragt. Denn Zusatzprozesse zur Lötspaltkontrolle oder das Benutzen aufwändiger Löt-Werkstückträger werden immer öfter zum „Bottleneck“ in der Fertigung, so Andreas Karch, Technischer Manager bei Indium Corporation. Aber auch die Prozesszeiten des klassischen Druck-Sinter-Verfahrens behindern ihm zufolge die kosteneffektive Darstellung der temporär hohen Stückzahlen in typischen Automotive-Projekten. »Es werden immer öfter Materialien benötigt, die eine Balance zwischen hoher Zuverlässigkeit bei verringerten Prozess- und Materialkosten ermöglichen«, so der Experte.

Dieser Nachfrage komme Indium Corporation etwa mit dem neuentwickelten Komposit-Lotmaterial InForms entgegen. Das Material ermöglicht es, die Lotspalt-Dicke ohne zusätzliche Prozesse oder aufwändige Vorrichtungen in der Fertigung einzuhalten: Die in das Material integrierte Matrix aus hochschmelzendem Metall garantiert laut Unternehmensangabe die benötigte Stärke der Lotverbindung. Die InForms dienen als direkter Ersatz für existierende Preform-Lot-Teile und benötigen keinerlei Zusatzprozesse. Die Technologie ist bereits erprobt und eingeführt für die Lötverbindung der Baseplate/Cool Plate zur DBC, als auch für Die Attach als Tilt-Kontrolle und Die-Top Attach für Clip-Lötungen klassischer Prozesse zur Lot-Spalt-Kontrolle.

Eine weitere Neuheit bietet das Unternehmen mit der Hochtemperatur-Lotlegierung Indalloy 292, mit der sich die Dauereinsatztemperatur von klassisch hergestellten Leistungsmodulen von 125 auf 150 °C am Interface Die-to-DBC auf lange Sicht erhöhen lässt. »Reserven der klassischen Halbleiter lassen sich so besser ausschöpfen, ohne den Herstellungsprozess des Lötens ersetzen zu müssen«, erklärt Karch. »Weil die standardmäßig verwendeten Zinn-Silber- oder Zinn-Silber-Kupfer-Lote materialbedingt bei thermozyklischen Belastungen von –40 bis +150 °C typischerweise nach 1500 Zyklen versagen, war bei der Entwicklung eine neue 6-Stoff-Legierung notwendig; das Resultat war unser Indalloy 292.« Die Legierung wurde erfolgreich über 3000 Zyklen getestet.