InForms® für zuverlässigere Leistungsbauelemente

Kurz vor der APEC sprach ich mit meinem Freund und Kollegen Seth Homer. über eine neue Montagetechnik, bei der die Indium Corporation kommerziell recht erfolgreich ist.

Andy: Die Indium Corporation stellte die InFORMs® erstmals auf der PCIM 2016 in Nürnberg vor, und wir haben sie letztes Jahr erneut auf der APEC ausgestellt. Dieses Jahr werden wir es erneut tun. Dieses Produkt erfreut sich seit seiner Einführung einer starken Akzeptanz. Was ist eine InForm?

Seth: Die InFORM ist eine metallische Trägermatrix, die in ein Lotformteil gekapselt ist. Stell sie dir wie ein Verbundmaterial vor. Die Verbindung zwischen der nicht reflowfähigen Matrix und der umgebenden Lotmenge ergänzt sich, um Festigkeit und Bondlinien-Planheit bereitzustellen. Sie kombiniert den „Near-Net-Shape“-Effekt eines drucklosen Sinterwerkstoffs mit der Zuverlässigkeit einer Lötverbindung. Damit erhält man das Beste aus beiden Welten. Lot und Matrix arbeiten zusammen, um eine einheitlichere und dauerhaftere Verbindung bereitzustellen, was zu einer verbesserten Zuverlässigkeit führt. 

Andy: Warum übernehmen Kunden diese Lösung?

Seth: Die InFORM ist dazu konzipiert, die Planheit zu kontrollieren. Da die Matrix nicht aufschmilzt, ermöglicht sie eine einheitliche, vorbestimmte Abstandshöhe. Diese Planheitssteuerung reduziert sowohl Spannungskonzentrationen in den Ecken als auch elektrische und thermische Inkonsistenzen.

Bei zunehmender Stromdichte treten erhebliche Probleme auf:

• Dünnere Dies, sodass Verformung und Bruch während der Druckbeaufschlagung ein Problem sind
• Substratrauheit, Die-Biegung
• Koplanarität
• Voidbildung

Drucksintern kann ebenfalls wirkungsvoll sein, insbesondere beim Die-Attach. Einen einheitlichen Druck über den gesamten Arbeitsbereich auf das Die aufzubringen (null Neigung), ist jedoch eine Herausforderung.

Anders als beim Sintern ist die Zuverlässigkeit der endgültigen InForm-Lötstelle gegenüber dem Oberflächenzustand wesentlich weniger empfindlich, da die Bildung der endgültigen Verbindung von der freien Bildungsenergie der intermetallischen Bildung und nicht einer einfache Diffusion von Oberflächenmetallatomen bestimmt wird.

Andy: Welche Elementtypen werden von der InForm-Technologie profitieren?

Seth: InForms wurden ursprünglich entworfen, um auf der Lotebene des Systems zwischen der Baseplate und dem Substrat eingesetzt zu werden. Jetzt bieten wir auch Lösungen auf der Die-Ebene an.

Andy: Wie wird die InForm angewendet und genutzt?

InForms werden gegurtet auf Rollen verpackt geliefert und hauptsächlich in einem Vakuum-Reflow-Verfahren mit Formiersäure gelötet. Darüber hinaus können wir sie mit Flussmittelbeschichtung für Ni- oder Luft-Reflow-Verfahren bereitstellen. Sie sind ein hundertprozentiger Ersatz von Standard-Formteilen.

Schließlich können InFORMs bei Herausforderungen in puncto Bemessungstoleranzen helfen, da sie zuverlässige Abstandsmaße bieten. Packungsdesigns werden kleiner und Leistungsdichten steigen. Um die Wärmekonzentration zu bewältigen, werden Verfahren wie die doppelseitige Kühlung in Betracht gezogen, die zur Ableitung der Wärme beitragen. Dies wird strengere Abmessungstoleranzen erfordern.

Andy: Glaubst du, dass diese Technologie angesichts der Entwicklung der Leistungshalbleiter eine Rolle bei integrierten Leistungsbauelementen (IPD) spielen wird?

Seth: Auf jeden Fall. Die Vorteile dieses Produkts werden Designherausforderungen bewältigen, die in naher Zukunft nicht verschwinden werden.

Andy: Vielen Dank Seth.

Wir hoffen, euch auf der APEC zu sehen!

Danke Andy.