Robustere Leistungselektronik durch verbesserte AVT

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Plattiertes Band und Pressfit-Pin

Besonders für die AVT hat sich laut Aussage von Heraeus, das plattierte Band „Heraeus AlSi-Bond:CuNiSi“ bewährt. Aufgrund der Materialkombination aus bondbarem Aluminium (Al-Si), auf einer Legierung aus Kupfer (Cu), Nickel (Ni) und Silizi-um (Si), eignet es sich sehr gut als Hochleistungswerkstoff für Einpresstechnik-Anwendungen in der Leistungselektronik. Die Besonderheit dieser Werkstoffpaarung ist eine Kombination aus einer Alu-plattierten Bondoberfläche mit höchster Zuverlässigkeit und einer Kupferlegierung mit optimierter, d.h. auch bei erhöhter Temperatur unterdrückter, Spannungsrelaxation im Bereich der Einpress-Pins.

Sein besonderes Potenzial erschließt dieser Werkstoff bei der robusten und sicheren Herstellung von Verbindungen zu Keramikhybriden oder LTCC-Substraten für die Leistungselektronik. Aus dem AlSi-Bond:CuNiSi lassen sich innovative Leadframes mit einem bondbaren Bereich und einer flexiblen Einpresszone, den sogenannten Pressfit-Pins, realisieren. Diese Stifte sind so geformt, das sie ohne einen Lötprozess eine sichere und haltbare Verbindung mit einem metallischen oder metallisierten Substrat eingehen.

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Bild 2: Lotpasten sind noch oft Stand der Technik, werden aber immer mehr durch spezielle und neue Materialien abgelöst.(Bild: Heraeus)

Bild 3: Früher musste beispielsweise ein Sensor (Bildmitte) extra aufgelötet werden. Durch Silber-Sinterpasten ist es nun möglich, Sensoren und Chips in einem Arbeitsgang zu sintern. Dies spart Kosten und Zeit.(Bild: Heraeus)

Bild 4: Besonders für Anwendungen in der Leistungselektronik gibt es von Heraeus die speziellen Sinterpastenprodukte „mgic“. Gute thermische Performance und hohe Einsatztemperaturen sind zwei Punkte, die als Vorteile genannt werden.(Bild: Heraeus)

Bild 5: Kupferdrähte erreichen eine deutlich verbesserte Powerzyklen-Festigkeit als Aluminium. Darüber hinaus ist Kupfer deutlich besser elektrisch und thermisch leitfähig.(Bild: Heraeus)

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Die Kombination aus Pressfit-Pin und Bondoberfläche eröffnet neue Design-Möglichkeiten von Leistungsmodulen in anspruchsvollen Umgebungen, z.B. bei hohen Temperaturbeanspruchungen (über 150 °C). Durch das relaxationsbeständige Grundmaterial (CuNiSi) lassen sich zuverlässige sowie langlebige Systeme herstellen und auf der AlSi-Beschichtung robuste Bondverbindungen erzeugen.

* Guido Matthes ist Technologist bei Heraeus, Hanau.

Artikelfiles und Artikellinks

Link: Produkte und Applikationen von Heraeus Materials Technology

Link: Beitrag im Original erschienen in: ELEKTRONIKPRAXIS Sonderheft Leistungselektronik (kostenlose ePaper-Version)

Link: Kostenlos: 3 aktuelle Ausgaben der ELEKTRONIKPRAXIS Printausgabe bestellen

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Stand: 08.12.2025

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