Heraeus Herausforderung ­Micro-LED

Heraeus Silver Contactpaste

Durch den Trend hin zu immer kleineren LEDs braucht man zum einen Materialien, die hohe Temperaturen schnell abführen können, und zum anderen Lösungen, wie Micro-LEDs überhaupt zuverlässig elektrisch angebunden werden können. Heraeus hat dafür eine Lösung entwickelt.

Auch bei den LEDs liegt Miniaturisierung voll im Trend. »Dadurch ergeben sich ganz neue Möglichkeiten, weil LEDs immer enger bestückt werden können«, erklärt Stefan Mausner, Segment Marketing Manager LED bei Heraeus Electronics. »Das ist überall dort ein großer Vorteil, wo hohe Leuchtdichte benötigt wird.«

Beispiele dafür sind unter anderem Fahrzeugscheinwerfer oder UV-LED-Module, in denen sehr eng gepackte LEDs für extrem hohe Leuchtdichten und damit auch für hohe Leistungsdichten sorgen. »Doch die fortschreitende Miniaturisierung bringt auch eine Menge technischer Herausforderungen mit sich, die nicht zu unterschätzen sind«, so Mausner weiter. »Die konkrete Frage für die Hersteller lautet: Wie gelingt die elektrische Anbindung von Micro-LEDs, die eine Kantenlänge von unter 150 µm aufweisen können und bei denen Standard-Lotmaterialien nicht mehr eingesetzt werden können?«

Die Verlustwärme kann über das Die-Attach-Material…

...– also die Chipanbindung – vom LED-Chip in das Keramik- oder Metall-Substrat transportiert werden. Die von Heraeus Electronics speziell für LED-Anwendungen entwickelte Sinterpaste weist einen doppelt so hohen Wärmeleitwert auf wie etwa Gold-Zinn- oder Zinn-Silber-Legierungen. Somit kann auch die Verlustwärme deutlich schneller abgeführt werden, was zu einer höheren Lichtausbeute führt und letztlich den LED-Chip vor Schäden schützt. Die elektrische Anbindung der Micro-LEDs auf dem Backplane muss mit hochfeinen Materialien erfolgen: Micro-LEDs können eine Kantenlänge unter 150 µm aufweisen.

Weil konventionelle Lotpasten…

...mit einer Partikelgröße von 20 bis 45 µm die Anforderungen an die Bond-Line-Thickness und Schablonenöffnung nicht erfüllen können, braucht es Lotlegierungen mit einer Partikelgröße von unter 11 µm. Hier kommt die Lotpaste Heraeus WS5112 Typ 7 mit dem patentierten Welco-Lotpulver ins Spiel: Sie ermöglicht es, bis zu 50 µm kleine Lötdepots aufzudrucken. Damit steht der Miniaturisierung auch mit Micro-LEDs nichts mehr im Wege.