DE102006053146A1

DE102006053146A1 - Goldhaltiges Lotdepot, Verfahren zu dessen Herstellung, Lötverfahren und Verwendung

Info

Publication number: DE102006053146A1
Application number: DE102006053146A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr.-Ing. Oppermann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-11-10
Publication date: 2007-10-18
Also published as: US20070286762A1

Abstract

Vorliegende Erfindung betrifft ein Lotdepot, das durch Legierung von mindestens einer Gold- und Zinnschicht auf einem Benetzungsmetall (erstes Substrat) herstellbar ist. Weiterhin betrifft vorliegende Erfindung ein Lötverfahren zum Verlöten von mindestens zwei Substraten unter Verwendung erfindungsgemäßer Lotdepots, wobei eine definierte Temperatur zum Aufschmelzen nicht überschritten wird und das zweite Substrat einen höheren Goldanteil als das Lotdepot aufweist.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Lotdepot, das durch Legierung von mindestens einer Gold- und Zinnschicht auf einem Benetzungsmetall (erstes Substrat) herstellbar ist. Weiterhin betrifft vorliegende Erfindung ein Lötverfahren zum Verlöten von mindestens zwei Substraten unter Verwendung erfindungsgemäßer Lotdepots, wobei eine definierte Temperatur zum Aufschmelzen nicht überschritten wird und das zweite Substrat einen höheren Goldanteil als das Lotdepot aufweist.
Derzeit werden dünne Schichten galvanisch oder durch Sputtern oder Aufdampfen hergestellt. In der Regel wird das Lot auf einer Seite hergestellt und auf der Gegenseite eine benetzbare Metallisierung erstellt.
Zum Beispiel wird Au/Sn-Lot mit der eutektischen Zu sammensetzung Au/Sn 80/20 durch Aufdampfen oder Sputtern erzeugt. Das eutektische Lot besteht aus den beiden Phasen Au₅Sn und AuSn. Bei der Montage kann vom Gegenpart weiteres Gold zur Verfügung gestellt werden, um die Lotzusammensetzung zu verschieben und eine höherschmelzende Legierung zu erhalten. Um die Menge des zulegierten Golds zu erhöhen und somit die Lotzeit zu verlängern, wird teilweise eine zinnreichere Lotzusammensetzung (Au/Sn 70/30) angeboten. Das Lot 70/30 besteht dabei ebenfalls aus den 2 Phasen Au₅Sn und AuSn, aber mit einem Überschuss an AuSn-Phase, so dass das Lot bei eutektischer Temperatur (280 °C) nur teilweise aufschmilzt. Ziel ist es bei dem im Stand der Technik beschriebenen Verfahren aber nicht, das Benetzungsmetall unter dem Lot vor Auflösung zu schützen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Lotdepots sowie ein Lotdepot bereitzustellen, mit dem eine Auflösung eines darunterliegenden Benetzungsmetalls weitgehend verhindert werden kann. Ebenso ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lötverfahren anzugeben, mit dem mindestens zwei Substrate miteinander verlötet werden können, ohne dass eine Auflösung des vorhandenen Benetzungsmetalls erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Herstellung eines Lotdepots mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch das Lotdepot mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die Aufgabe, dass das Benetzungsmetall bei einem Lötprozess erhalten bleibt wird mit dem Lötverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Anspruch 27 gibt Verwendungen des Verfahrens an. Die abhängigen Ansprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lotdepots bereitgestellt, bei dem mindestens eine Gold enthaltende und eine Zinn enthaltende Schicht auf ein Benetzungsmetall schichtweise aufgetragen wird, wobei das molare Verhältnis von Gold zu Zinn zwischen 70:30 bis 33:67 liegt und eine anschließende Temperaturbeaufschlagung erfolgt, deren Temperatur und Dauer so aufeinander abgestimmt wird, dass gewährleistet ist, dass die mindestens eine Gold- und Zinnschicht zu einer Legierung reagieren Dabei sind generell zwei verschiedene Ausführungsformen denkbar. Zum einen kann es vorteilhaft sein, dass Gold und Zinn je in einer Schicht aufgetragen werden. Dabei ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn die Schichtdicken für die Gold- und/oder Zinnschicht im Bereich zwischen 1 μm und 50 μm, bevorzugt zwischen 2 μm und 20 μm, ganz besonders bevorzugt zwischen 2 μm und 15 μm liegen.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform wird das Gold und das Zinn je in mindestens zwei alternierenden Schichten aufgetragen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Schichtdicken für je eine Gold- und/oder Zinnschicht unabhängig von der mindestens einen anderen Schicht im Bereich von 0,1 μm und 5 μm, bevorzugt zwischen 0,25 μm und 2,5 μm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0, 5 μm und 1 μm liegen.
Günstig ist es dabei, wenn die Schichten deckend, d.h. formschlüssig aufeinander aufgebracht sind. Dabei können die Schichten geometrisch beliebig, in Abhängigkeit vom jeweiligen Verwendungszweck ausgestaltet sein, beispielsweise rechteckig, rund, ringförmig oder asymmetrisch.
Besonderer Vorteil des Lotdepots ist es, dass das Benetzungsmetall (erstes Substrat) dabei lediglich die Maßgabe erfüllen muss, dass es einen Schmelzpunkt von mehr als 500 °C aufweist. Somit ist eine Vielzahl von Metallen und Legierungen denkbar. Bevorzugt ist das Benetzungsmetall jedoch ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Nickel, Palladium, Platin, Titan, Silber und/oder Legierungen hieraus. Optional kann das Benetzungsmetall zum Schutz vor Oxidation mit einer dünnen Goldschicht mit einer Dicke im Bereich von beispielsweise 0,1 bis 10 μm versehen sein.
Vorteilhaft ist es, wenn das molare Verhältnis von Gold und Zinn des Lotdepots zwischen 60:40 und 40:60, weiter zu bevorzugen zwischen 55:45 und 45:55, ganz besonders bevorzugt bei 50:50 liegt.
Wird ein solches Depot in zwei Schritten durch eine aufeinanderfolgende Abscheidung von Gold und Zinn und anschließender Temperaturbeaufschlagung erzeugt, dann kann die Phase AuSn bei geeigneter Auswahl des molaren Verhältnisses entstehen.
Dabei ist es günstig, wenn die Temperatur zwischen 180 und 500 °C, bevorzugt zwischen 180 °C und 419,3 °C, weiter bevorzugt zwischen 250 und 340 °C, weiter bevorzugt zwischen 250 und 309 °C, besonders bevorzugt zwischen 250 und 278 °C gewählt wird. Dabei wird die Temperatur insbesondere nach der Zusammensetzung des Lotdepots ausgewählt. So ist für goldreiche Zusammensetzungen eine Temperatur zwischen 250 °C und 278 °C zu bevorzugen (eutektische Reaktion von AuSn₂₀) und zwischen 250 °C und 309 °C dür die peritektische Reaktion der AuSn₂-Phase.) Bei dieser Wärmebehandlung entsteht erfindungsgemäß die Legierung durch Diffusion. Die dabei verwendeten Temperaturen reichen jedoch noch nicht aus, die Legierung aufzuschmelzen. Wird die Zusammensetzung AuSn (50:50) erreicht, schmilzt das Lot nicht unter 419,3 °C auf (siehe auch das in 1 abgebildete Phasendiagramm eines Au-Sn-Systems). Jedoch ist es auch denkbar, dass außer Au und Sn noch weitere Metalle in der Legierung vorhanden sind, so dass mindestens ein Dreiphasensystem vorliegt. Dadurch kann bevorzugt auch eine Schmelztemperatur des Systems eingestellt werden, die über oder unter der monotektischen Schmelztemperatur der intermetallischen Phase AuSn liegt. Im Falle eines Zweikomponentensystems aus Au und Sn im molaren Verhältnis von 50:50 ist es jedoch bevorzugt, wenn die Temperatur unterhalb 419,3 °C gewählt wird.
In einer zu bevorzugenden Ausführungsform erfolgt dabei die Temperaturbeaufschlagung über einen Zeitraum von Sekundenbruchteilen über einige Minuten bis mehreren Stunden, je nach Temperatur und des durch die Diffusion auszugleichenden Konzentrationsgradienten. Bevorzugt dauert die Temperaturbeaufschlagung dabei zwischen 0,1 s bis 5 Std., bevorzugt zwischen 0,2 s und 60 min.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das Lotdepot während der Temperaturbeaufschlagung von einer Flüssigkeit mit einem Siedepunkt von über 250 °C bedeckt.
Vorteilhafterweise wird die Flüssigkeit dabei ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Ölen, Alkoholen und/oder Zuckern.
Der besondere Vorteil bei einer derartigen Herstellung aus Gold und Zinn bestehenden Lotdepots ist es, dass die Auflösung des darunterliegenden Benetzungs metalls nahezu unterbleibt, da ein Aufschmelzen der gold- und zinnhaltigen Legierung verhindert wird. Somit ist ein Transport des Benetzungsmetalls, z.B. Nickel durch Lösung und Konvektion in das Lot nicht möglich; der Transport erfolgt ausschließlich durch die viel geringere und ineffizientere Festkörper-Diffusion.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein Lotdepot bereitgestellt, wobei das molare Verhältnis von Gold zu Zinn zwischen 70:30 bis 33:67 liegt und die Legierung auf einem Benetzungsmetall ganzflächig oder bereichsweise aufgebracht ist.
Bevorzugt weist das Lotdepot eine Dicke auf, dass genügend Substanz vorhanden ist, die ein Lot von guter Qualität mit einem weiteren Substrat gewährleistet. Die Schichtdicke ist somit lediglich vom Verwendungszweck bzw. dem weiteren Substrat abhängig. Vorteilhaft beträgt die Dicke des Lotdepots jedoch zwischen 0,2 und 100 μm, bevorzugt zwischen 1 und 20 μm, besonders bevorzugt zwischen 2 und 5 μm.
Das Lotdepot lässt sich dabei vorteilhaft nach dem oben angegebenen Verfahren herstellen, es sind jedoch auch alternative Herstellungsmethoden denkbar, beispielsweise die separate Herstellung der Legierung in der gewünschten Schichtdicke und nachträgliches Aufbringen auf das Benetzungsmetall.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein Verfahren zum Verlöten von mindestens zwei Substraten unter Verwendung eines Lotdepots mit den voranstehenden beschriebenen Merkmalen bereitgestellt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Lotdepot bei einer Temperatur, die unterhalb 500 °C liegt, mit einem zweiten Substrat in Kontakt gebracht wird, das einen höheren Goldanteil aufweist.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn das zweite Substrat eine Beschichtung aus Gold oder eine Beschichtung aus einer Gold enthaltenden Legierung aufweist und das Lotdepot mit dieser Beschichtung in Kontakt gebracht wird. Dabei ist es ein erfindungsgemäßer Vorteil, dass die eigentliche Matrix des zweiten Substrats, auf dem die goldhaltige Beschichtung aufgebracht ist, aus den verschiedenartigsten Materialien bestehen kann. Somit lässt sich das erfindungsgemäße Lötverfahren auf alle möglichen Materialien anwenden, die einzige Bedingung dabei ist, dass die jeweiligen Materialien mit einer goldhaltigen Beschichtung, die einen höheren Goldanteil als das Lotdepot aufweisen, beschichtet werden.
Falls lediglich Gold und Zinn die Bestandteile des Lotdepots sind, ist es dabei bevorzugt, wenn die Temperatur des Lötverfahrens unterhalb von 419,3 °C liegt. Hierbei handelt es sich um den monotekischen Schmelzpunkt der intermetallischen Phase AuSn. Jedoch sind durch Zugabe weiterer Metalle zum Lotdepot jedoch auch höhere Schmelzpunkte denkbar, so dass eine Temperaturerhöhung des Verfahrens denkbar ist, die jedoch unterhalb von 500 °C liegen muss, um eine übermäßige Auflösung des Benetzungsmetalls zu unterbinden.
Erfindungsgemäß ist es ebenso zu bevorzugen, wenn die Temperatur beim Lötvorgang mindestens bei 280 °C, bevorzugt bei mindestens 320 °C liegt.
Dabei stellt sich der erfindungsgemäße Vorteil ein, dass das Lotdepot bei Kontakt mit dem mindestens ei nen weiteren Substrat aufschmilzt. Hierbei kann der Goldanteil sowohl des Lotdepots als auch des zweiten Substrats so hoch eingestellt werden, dass das gemeinsam gebildete Lot eine eutektische Zusammensetzung aufweist oder aber auch mit so viel Gold auflegiert wird, dass das Lot in Au₅Sn, das einen Schmelzpunkt von 520 °C besitzt, umgewandelt wird und wieder erstarrt.
Durch den höheren Goldanteil des mindestens einen weiteren Substrats ist es gewährleistet, dass Gold aus dem mindestens einen weiteren Substrat in das verflüssigte Lotdepot hineindiffundiert. Ganz besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die Aufkonzentration des Goldes so lange erfolgt, bis die Solidustemperatur der gemeinsamen gebildeten, neuen Legierung unterschritten wird, und somit wenn die Lotstelle wieder fest wird. Dies hat den Vorteil, dass durch einmaliges Erhitzen beim Lötvorgang sowohl Aufschmelzen als auch Wiedererstarren des Lotes gewährleistet ist und somit kurze Lotvorgänge ermöglicht werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn solange Gold in das Lot hineindiffundiert, bis das molare Verhältnis von Gold zu Zinn zwischen 90:10 und 25:75, bevorzugt zwischen 85:15 und 50:50 liegt. Dabei bildet sich bevorzugt die Phase Au₅Sn, die einen Schmelzpunkt von 520 °C aufweist und somit über der maximal verwendeten Löttemperatur liegt.
Vorteilhaft wird beim Löten unter inerter und/oder reduzierender Atmosphäre gearbeitet.
Erfindungsgemäß findet das Verfahren Anwendung bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen. Diese können bevorzugt ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Leiterplatinen, Leistungsverstärker, Wär mespreizern, Wärmesenken, Dioden, Transistoren und/oder andere Leistungsbauelemente.
Ebenso können die Bauteile optoelektronische Bauteile sein, beispielsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Lasern, Laserbarren, LEDs, Photodioden, Modulatoren, Photodetektoren und/oder Monitordioden.
Weiterhin können die Bauteile Sensoren sein, die beispielsweise zueinander eng benachbart auf eine Platine gelötet werden sollen.
Zudem können Bauteile als einzelne elektronische Schaltungen (ICs) auf einen Wafer gelötet werden. Dieses Verfahren erlaubt die weitere Anwendung von Wafer-Level-Prozessen nach vollständiger Bestückung des Wafers. Anstelle von ICs können auch Deckel aus Silizium, Glas, Keramik oder Metall auf einen IC-Wafer oder einen MEMS-Wafer mit Lot montiert werden.
Ebenso wird eine Verwendung ermöglicht bei der die Bauteile Sensoren sind, die zueinander eng benachbart auf eine Platine gelötet werden sollen.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit ist, dass die Bauteile als einzelne elektronische Schaltungen (ICs) auf einen Wafer gelötet werden.
Zudem können Bauteile, z.B. Deckel aus Silizium, Glas, Keramik oder Metall auf einen IC-Wafer oder einen MEMS-Wafer gelötet werden.
Im Allgemeinen eignet sich das Verfahren insbesondere zur Herstellung von Bauelementen mit hoher Verlustleistung, die wegen eines geringen Wärmeübergangs nur eine dünne Lötschicht besitzen sollen. Das Verfahren ist aber auch für andere Anwendungen vorteilhaft, wenn aus anderen konstruktiven Gründen eine nur geringe Lotschichtdicke erforderlich ist. Weiterhin ist dieses Verfahren vorteilhaft, wenn der Wafer (oder ein Substrat mit vielen benachbarten Montageplätzen) mit den zu bestückenden Bauteilen bei höherer Temperatur gehalten werden kann und das Lot nur im Kontakt mit dem Bauteil aufschmilzt und auf diese Weise alle anderen Lotdepots ohne Kontakt mit dem Bauteil fest bleiben und wesentlich langsamer mit einem darunterliegenden Benetzungsmetall reagieren.
Die nachfolgend abgebildete 1 zeigt ein Phasendiagramm des Gold-Zinn-Systems.
Vorliegende Erfindung wird anhand nachfolgender Beispiele näher erläutert, ohne die Erfindung auf die Merkmale der Beispiele einschränken zu wollen.
Beispiel 1: Herstellung eines Lotdepots aus zwei Schichten
Auf einem abgeschiedenen Benetzungsmetall (Nickel) mit einer Schichtdicke von 2 μm werden eine Goldschicht der Dicke 2 μm und eine Zinnschicht der Dicke 3 μm aufgebracht. Die beiden Schichten ergeben zusammen eine Zusammensetzung der eutektischen Phase AuSn. Eine Homogenisierung der AuSN-Phase wird nach einer Wärmebehandlung bei 200 °C für eine Stunde durch Diffusion erreicht.
Beispiel 2: Hohes Lotdepot
Die Herstellung eines hohen Lotdepots erfolgt analog Beispiel 1, lediglich dass Gold in einer Schichtdicke von 10 μm und Zinn in einer Schichtdicke von 15 μm aufgebracht wird.
Beispiel 3: Lotdepot aus alternierenden Gold- und Zinnschichten
Analog Beispiel 1 wird auf einem Benetzungsmetall (Nickel, Schichtdicke 5 μm) alternierend Gold- und Zinnschichten aufgebracht, deren gesamte Schichtdicke der Zusammensetzung der AuSn entspricht. Dazu wird zunächst eine Goldschicht mit einer Dicke 0,5 μm, anschließend eine Zinnschicht der Dicke 1 μm, anschließend wiederum eine Goldschicht von 0,5 μm und eine Zinnschicht von 1 μm, zum Schluss eine Goldschicht der Dicke 0,5 μm aufgebracht. Der Beschichtungsgang kann beliebig oft fortgesetzt werden, so dass auf analoge Weise zu Beispiel 2 auch hohe Lotdepots so hergestellt werden können. Eine homogene Phase wird nach einer Wärmebehandlung durch Diffusion erreicht.
Beispiel 4: Lötvorgang
Ein mit Gold beschichtetes Bauelement wird mit dem Lotdepot in Kontakt gebracht, so dass sich das Gold in das Lotdepot hineinlegiert; dabei wird das Lotdepot flüssig. Weiteres Gold, das in das Lotdepot eindiffundiert, verschiebt die Zusammensetzung zum goldreichen, so dass das Lot bei der Temperatur als Au₅Sn wieder erstarrt. Der Schmelzpunkt von Au₅Sn liegt bei 520 °C. Die Temperatur beim Lötvorgang liegt dabei zwischen 280 °C und 419 °C, vorzugsweise wird der Lötprozess bei 320 °C durchgeführt.
Beispiel 5: Lötverfahren mit goldbeschichtetem Substrat
Das Verfahren wird analog Beispiel 4 durchgeführt, lediglich dass das dabei verwendeten Substrat nicht aus Gold besteht, sondern eine Goldschicht aufweist. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass eine Schicht verwendet wird, die aus einer goldhaltigen Legierung besteht. Einzig maßgebliches Kriterium dabei ist, dass der Goldanteil der Schicht dabei den des Lotdepots übersteigen muss.
Beispiel 6: Lötvorgang unter Verwendung hochsiedender Flüssigkeiten
Während des Lötvorgangs, der analog Beispiel 4 durchgeführt wird, wird das verwendete Substrat während der Temperaturbeaufschlagung von Glycerin bedeckt und die Temperatur bis 280 °C aufgeheizt. Da der Siedepunkt des Glycerins bei 280 °C liegt, kann somit eine weitere Temperaturerhöhung auch bei Zufuhr höherer Leistung vorteilhafterweise begrenzt werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Lotdepots, bei dem mindestens eine Gold enthaltende und eine Zinn enthaltende Schicht auf ein Benetzungsmetall schichtweise aufgetragen wird, wobei das molare Verhältnis von Gold zu Zinn zwischen 70:30 bis 33:67 liegt und eine anschließende Temperaturbeaufschlagung erfolgt, deren Temperatur und Dauer so aufeinander abgestimmt wird, dass gewährleistet ist, dass die mindestens eine Gold- und Zinnschicht zu einer Legierung reagieren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gold und Zinn je in einer Schicht aufgetragen werden.
Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicken für die Gold- und/oder Zinnschicht im Bereich zwischen 1 μm und 50 μm, bevorzugt zwischen 2 μm und 20 μm, ganz besonders bevorzugt zwischen 2 μm und 15 μm liegen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Gold und Zinn je in mindestens zwei alternierenden Schicht aufgetragen werden.
Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicken für eine Gold- und/oder Zinnschicht unabhängig von der mindestens einen anderen Schicht im Bereich zwischen 0,1 μm und 5 μm, bevorzugt zwischen 0,25 μm und 2,5 μm, ganz besonders bevorzugt zwischen 0,5 μm und 1 μm liegen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten deckend aufeinander aufgebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten rechteckig, rund, ringförmig oder asymmetrisch ausgestaltet sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Benetzungsmetall aus aus der Gruppe bestehend aus Nickel, Palladium, Platin, Titan, Silber und/oder Legierungen hieraus ausgewählt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Benetzungsmetall eine Goldschicht zum Oxidationsschutz aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Gold und Zinn in einem molaren Verhältnis von 60:40 bis 40:60, bevorzugt von 55:45 bis 45:55, ganz besonders bevorzugt von 50:50 eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur zwischen 180 °C und 500 °C, bevorzugt zwischen 180 °C und 419,3 °C, weiter bevorzugt zwischen 250 und 340 °C, weiter bevorzugt zwischen 250 und 309 °C, besonders bevorzugt zwischen 250 und 278 °C gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperaturbeaufschlagung über einen Zeitraum zwischen 0,1 s bis 5 Std., bevorzugt zwischen 0,2 s und 60 min erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotdepot während der Temperaturbeaufschlagung von einer Flüssigkeit mit Siedepunkt über 250 °C bedeckt ist.
Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Glycerin, Ölen, Alkoholen und/oder Zuckern.
Lotdepot, enthaltend eine Legierung aus Gold und Zinn, wobei das molare Verhältnis von Gold zu Zinn zwischen 70:30 bis 33:67 liegt und die Legierung auf einem Benetzungsmetall ganzflächig oder bereichsweise aufgebracht ist.
Lotdepot nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Lotdepots zwischen 0,2 und 100 μm, bevorzugt zwischen 1 und 20 μm, besonders bevorzugt zwischen 2 und 5 μm aufweist.
Lotdepot nach einem der Ansprüche 15 bis 16, herstellbar nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Verfahren zum Verlöten von mindestens zwei Substraten unter Verwendung des Lotdepots nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotdepot bei einer Temperatur, die unterhalb 500 °C liegt, mit einem zweiten Substrat in Kontakt gebracht wird, das einen höheren Goldanteil aufweist.
Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Substrat eine Beschichtung aus Gold oder eine Gold enthaltende Legierung aufweist und das Lotdepot mit der Beschichtung in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur von unterhalb 419,3 °C verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur mindestens 280 °C, bevorzugt mindestens 320 °C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotdepot bei Kontakt mit dem zweiten Substrat aufschmilzt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass Gold des zweiten Substrates in das verflüssigte Lotdepot hineindiffundiert.
Verfahren nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass solange Gold aus dem zweiten Substrat in das Lotdepot hineindiffundiert, bis dessen Solidustemperatur unterschritten und das Lotdepot fest wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass solange Gold in das Lotdepot hineindiffundiert, bis das molare Verhältnis von Gold zu Zinn zwischen 90:10 und 25:75, bevorzugt zwischen 85:15 und 50:50 liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass unter inerter und/oder reduzierender Atmosphäre gearbeitet wird.
Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 18 bis 26 bei der Herstellung von elektronischen und/oder optoelektronischen Bauteilen.
Verwendung nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Leiterplatinen, Leistungsverstärker, Wärmespreizern, Wärmesenken, Sensoren, Transistoren und/oder andere Leistungsbauelemente.
Verwendung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile optoelektronische Bauteile sind.
Verwendung nach vorhergehendem Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Laser, Laserbarren, LEDs, Photodioden, Photosensoren, Modulatoren, Photodetektoren und/oder Monitordioden.
Verwendung nach Anspruch 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Sensoren sind, die zueinander eng benachbart auf eine Platine gelötet werden sollen.
Verwendung nach Anspruch 27 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile als einzelne elektronische Schaltungen (ICs) auf einen Wafer gelötet werden.
Verwendung nach Anspruch 28 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile Deckel aus Sili zium, Glas, Keramik oder Metall sind und auf einen IC-wafer oder einen MEMS-Wafer gelötet werden.