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Stand der Technik
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Die
Erfindung betrifft ein elektrisches oder elektronisches Verbundbauteil
gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein
Verfahren zum Herstellen eines elektrischen oder elektronischen
Verbundbauteils gemäß Anspruch 7.
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Das
Fügen von Leistungshalbleitern, wie JFETs, MOSFETs, IGBTs
oder Dioden mit einem Schaltungsträger einer leistungselektronischen
Baugruppe und auch das Fügen des Schaltungsträgers auf
eine Grundplatte/Wärmesenke wird typischerweise in Weichlöttechnologie
realisiert. Aufgrund neuer EU-Gesetzgebung wird zukünftig
die Verwendung von bleihaltigen Weichlotlegierungen (Sn63Pb37 und Sn5Pb95)
verboten werden. Bleifreie Weichlotlegierungen auf SnAgCu-Basis
können als Ersatzlegierungen nur bedingt eingesetzt werden,
da diese in ihrer Zuverlässigkeit, insbesondere unter passiven
und aktiven Temperaturwechsellasten, limitiert sind. Alternative
hochschmelzende Weichlote als Ersatzlegierungen sind entweder zu
spröde in der Handhabung (Bi97,5Ag2,5) oder zu teuer (Au80Sn20).
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Als
alternative, hochtemperaturbeständige sowie hochzuverlässige
Fügetechnologie ist das unmittelbare Versintern von Fügepartnern
mittels Silberpaste bekannt. Diese Technologie wird als Niedertemperatur-Verbindungstechnologie
(NTV) bezeichnet. Dabei wird zwischen zwei unterschiedlichen Ausführungsmöglichkeiten
unterschieden, nämlich dem Sintern von Silbermetall-Flakes,
wie dies in der
EP 2
426 26 B1 beschrieben ist sowie dem Sintern von Silbermetall-Nanopartikeln,
wie dies in der
WO
2005/079353 A2 beschrieben ist. Beim Sintern gelangen die
(Sinter-)Partikel im Gegensatz zu einem Lötvorgang nicht
in die flüssige Phase, d. h. sie schmelzen nicht.
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Beim
Sintern von Silbermetall-Flakes wird atmosphärischer Sauerstoff
zum Verbrennen der Mahlwachse, eine Temperatur von etwa 240°C
sowie ein hoher Prozessdruck von etwa 40 MPa benötigt.
Das Sintern von Silbermetall-Nanopartikeln bietet die Option mit
deutlich weniger Druck aus einem Druckbereich zwischen etwa 100
kPa und 5 MPa den Sintervorgang durchzuführen. Wie beim
Sintern von Silbermetall-Flakes wird auch beim Sintern von Nanopartikeln
Sauerstoff sowie eine Prozesstemperatur von etwa 280°C
benötigt. Zudem enthält die bekannte Silbermetall-Nanopartikel-Pastenformulierung
einen noch höheren Organikanteil, wie beispielsweise Lösungsmittel
und/oder Bindemittel, als Pastenformulierungen auf Silbermetall-Flake-Basis.
Bei den bekannten Verfahren wird Sinterpaste unmittelbar auf den
ersten und/oder den zweiten Fügepartner aufgebracht, woraufhin
die Fügepartner unter Temperatureinwirkung gegeneinander
gepresst werden. Bei der Prozessführung mit Sinterpaste
besteht die Schwierigkeit, hohe Gasvolumina durch die sinternde Schicht
austauschen zu müssen; so muss Sauerstoff an die Fügestellen
gelangen und Lösungsmittel sowie verbrannte/oxidierte Organik
muss die Möglichkeit zum Austreten haben. Dies führt
insbesondere unter den gewünschten niedrigen Prozessdrücken
zu einer verstärkten Rissbildung, insbesondere bei großflächigen
Fügungen.
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Offenbarung der Erfindung
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, ein elektronisches oder elektrisches
Verbundbauteil sowie ein Herstellungsverfahren für ein
derartiges Verbundbauteil vorzuschlagen, bei denen zum einen auf
bleihaltige Weichlote verzichtet werden kann und zum anderen Rissbildungen
beim Versintern (Fügen) vermieden werden können.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des elektrischen oder elektronischen Verbundbauteils
mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Herstellungsverfahrens
mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche
Kombinationen aus zumindest zwei von in der Be schreibung, den Ansprüchen
und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen
sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale als
verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar
sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte
Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten
und beanspruchbar sein.
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Der
Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, mindestens zwei Fügepartner
nicht unmittelbar mittels Sinterpaste zu versintern, d. h. unmittelbar
aneinander festzulegen, sondern die Fügepartner fest durch
Sintern mittels Sinterpaste, mit einem zuvor hergestellten Sinterformteil,
aufweisend eine durchgehend offene Porosität, zu verbinden.
Bevorzugt beträgt dabei die Dickenerstreckung des zum Einsatz kommenden
Sinterformteils (Sinterfolie) in Stapelrichtung der Fügepartner
zwischen etwa 10 μm und etwa 300 μm, oder mehr.
Ein derartiges Sinterformteil besitzt den Vorteil bereits integrierter
und im nachfolgenden Sinterprozess mit den Fügepartnern
stabiler Gaskanäle für die Be- und Entlüftung
der sich ausbildenden Fügestelle. Im Gegensatz zum unmittelbaren Fügen
der Fügepartner miteinander durch den Einsatz von Silberpaste
wird bei einem nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Verbundbauteil bzw.
durch ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren
zudem erreicht, dass lediglich ein reduzierter Gasaustausch notwendig
ist, der dann zusätzlich durch die bereits vordefinierten
Wege im Sinterformteil deutlich effektiver erfolgen wird. Ein weiterer
Vorteil des Versehens eines porösen Sinterformteils zwischen
den Fügepartnern besteht darin, dass das Sinterformteil,
insbesondere dann, wenn die Fügepartner mit dem identischen
Material mit dem Sinterformteil verbunden werden, aus dem das Sinterformteil besteht,
bereits identische Eigenschaften wie die sich ausbildende Fügestelle
aufweist, wie beispielsweise eine hohe elektrische und thermische
Leitfähigkeit, eine große Porosität und
damit ein vergleichsweise geringes E-Modul. Der Einsatz eines porösen
Sinterformteils als Einsatz- bzw. Einlegteil wirkt sich positiv
auf den Sinterprozess zum Fügen der Fügepartner
mit dem Sinterformteil aus, insbesondere wenn großflächige
Fügepartner, wie Silizium-Leistungshalbleiter und Schaltungsträger
oder Schaltungsträger und Wärmesenken durch Sintern mit
dem Sinterformteil verbunden werden. Ein weiterer Vorteil des Einsatzes
eines Sinterformteils besteht darin, dass die Freiheiten beim Design
der Fügestelle erweitert werden, da das Sinterformteil
eine größere Fläche als zumindest einer
der Fügepartner, vorzugsweise als beide Fügepartner
haben kann und/oder die Fügepartner deutlich weiter voneinander
beabstandet werden können, als bei der Prozessführung
nach dem Stand der Technik, also bei einem unmittelbaren Versintern
der Fügepartner mittels Sinterpaste. Der Vorteil besteht
insbesondere in einer erhöhten Temperaturwechselbeständigkeit.
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Die
Erfindung kann in einer Vielzahl von elektrischen und/oder elektronischen
Anwendungen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt ist die Realisierung
in leistungselektronischen Modulen, die beispielsweise für
viele Formen der Energiewandlung benötigt werden, insbesondere
mechanisch/elektrisch (Generator, Gleichrichter), elektrisch/elektrisch (Umrichter,
AC/AC, DC/DC) sowie elektrisch/mechanisch (elektrische Antriebe,
Wechselrichtung). Darüber hinaus können entsprechend
ausgebildete leistungselektronische Module für die Gleichrichtung
in einem Kraftfahrzeug-Generator eingesetzt werden, zur Steuerung
elektrischer Antriebe, für DC/DC-Wandler, für
eine Pulswechselrichtung, für hybride/FC-/E-Antriebe sowie
für Photovoltaik-Wechselrichter, etc. Zusätzlich
oder alternativ können auch einzelne Bauelemente mit höheren
Verlustleistungen, insbesondere auf den Stanzgittern diskreter Packages
gemäß der Erfindung gefügt werden, die dann
beispielsweise als vollständig bleifreie Lösungen
in der Leiterplattentechnologie eingesetzt werden können.
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Besonders
bevorzugt ist die Realisierung der Erfindung in Aufbauten mit Halbleiter-Laser-Dioden oder
bei MEMS und Sensoren, insbesondere für Hochtemperaturanwendungen.
Weitere Anwendungsgebiete sind Halbleiterleuchtdioden und Hochfrequenzhalbleiter
für Radaranwendungen.
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Ganz
besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform des Verbundbauteils,
bei der das Sinterformteil aus Silbermetall, insbesondere Silbermetall-Flakes,
hergestellt ist und/oder Silbermetall, insbesondere Silbermetall-Flakes,
umfasst. Aus Silbermetall hergestellte oder Silbermetall umfassende Sinterformteile
sind im Hinblick auf die hohe elektrische und thermische Leitfähigkeit
von Vorteil. Darüber hinaus eignet sich Silber zum Realisieren
einer durchgehend offenen, Gaskanäle bildenden, Porosität.
Weiter bevorzugt ist es, wenn ein derartig aufgebautes Sinterformteil
mit Hilfe von Silbersinterpaste mit zumindest einem der Fügepartner,
vorzugsweise mit beiden Fügepartner gefügt wird.
Ganz besonders bevorzugt wird das Sinterformteil in einem Silber-Sinterprozess
hergestellt, der vor zugsweise derart ausgeführt wird, dass
sich das Sinterformteil oder ein in eine Vielzahl von Sinterformteilen
nachträglich aufzuteilendes Sinterteil beim zugehörigen
Pressvorgang weder mit dem zum Einsatz kommenden Stempel noch mit
dem zum Einsatz kommenden Matrize verbindet. Dies kann beispielsweise
dadurch realisiert werden, dass Stempel und Matrize oxidbelegte Stahloberflächen
aufweisen, wie dies beispielsweise in der Dissertation von
Mertens, auf den Seiten 78 und 79, ISBN 3-18-336521-9 beschrieben
ist.
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In
Weiterbildung der Erfindung ist mit Vorteil vorgesehen, dass der
erste und/oder der zweite Fügepartner mit dem Sinterformteil,
insbesondere mittels Sinterpaste, vorzugsweise mittels Silbersinterpaste
versintert sind/ist. Durch die gleichmäßige Ausprägung
der Porosität in der erhaltenen kombinierten Sinter-Fügestelle
aus Sinterformteil und Sinterpaste sollten sich wesentliche Materialkennwerte,
wie mechanische Moduli, sowie elektrische und/oder thermische Leitfähigkeit
gleichmäßiger darstellen lassen, als dies im Stand
der Technik möglich war. Bevorzugt wird die Sinterpaste,
insbesondere die Silbersinterpaste entweder sowohl auf die Fügepartner
als auch auf das dann als Depot dienende Sinterformteil aufgetragen,
oder alternativ nur beidseitig auf das Sinterformteil oder weiter
alternativ nur auf eine Seite des Sinterformteils und auf nur einen
Fügepartner. Beim Fügeprozess werden durch Temperatur
und gegebenenfalls Druckeinbringung die organischen Komponenten
aus der Sinterpaste entfernt. Ein Abtransport der verdunsteten oder
oxidierten organischen Bestandteile ist durch die offene Porosität
des vorgesinterten Sinterteils sichergestellt. Im weiteren Verlauf
des Fügeprozesses kommt es zu einem Versintern der Sinterpaste,
insbesondere der Silbersinterpaste mit dem jeweiligen Fügepartner
und dem porösen Silbersinterteil (Silber-Preform). Dabei
werden weitere organische Bestandteile oxidiert. Die Oxidationsprodukte
und der benötigte Sauerstoff werden durch das vorgesinterte
Silberformteil transportiert.
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Im
Hinblick auf die Ausbildung des ersten und des zweiten Fügepartners
gibt es die unterschiedlichsten Möglichkeiten, die zu unterschiedlichsten
Verbundbauteilen führen. Ganz besonders bevorzugt handelt
es sich bei dem ersten Fügepartner um ein Elektronikbauteil,
vorzugsweise ein Halbleiterbauteil, ganz besonders bevorzugt um
einen Leistungshalbleiter, welcher über ein Sinterformteil mit
dem zweiten Fügeteil, insbesondere einem Schaltungsträger
(Leiterplatte) verbindbar ist. Ebenso ist es möglich, einen
ersten, als Schaltungsträger ausgebildeten Fügepartner über
ein Sinterformteil mit einem zweiten, vorzugsweise als Grundplatte, insbesondere
aus Kupfer, ausgebildeten zweiten Fügepartner zu verbinden.
Bevorzugt dient die Kupfergrundplatte als Wärmesenke oder
ist mit einem als Wärmesenke dienenden Kühlkörper
verbunden. Auch ist es möglich, den Kühlkörper
(erster Fügepartner) mit der Grundplatte (zweiter Fügepartner) über ein
Sinterformteil miteinander zu verbinden. Ferner ist es möglich, über
ein Sinterformteil mindestens einen Bonddraht oder mindestens ein
Bondbändchen mit einem weiteren Fügepartner, insbesondere
einem Elektronikbauteil, vorzugsweise einem Halbleiterbauteil, insbesondere
einem Leistungshalbleiterbauteil oder einen Schaltungsträger
(Elektrikbauteil) zu verbinden, d. h. (zu kontaktieren). Hierbei
wirkt das Sinterformteil zuverlässigkeitserhöhend.
Ebenso ist es möglich, dass es sich bei dem ersten Fügepartner
beispielsweise um ein elektrisches Bauteil, insbesondere ein Stanzgitter
(Leitungsgitter) handelt, welches über ein Sinterformteil
mit einem zweiten Fügepartner, insbesondere einem Schaltungsträger,
genauer einem Metall des Schaltungsträgers verbindbar ist.
Bisher wurden Stanzgitter unmittelbar auf eine Leiterplatte (Schaltungsträger)
gelötet, wodurch häufig eingeschlossene Poren/Hohlräume
(Lunker) resultieren. Ferner schwankt der Fügespalt bei
bekannten Prozessführungen stark, so dass eine Zuverlässigkeit
unter Temperatur- und Temperaturwechselbelastung nicht in jedem
Fall gegeben ist bzw. garantiert werden kann. Weitere, sich aus
den Ansprüchen ergebende Kombinationen von erstem und zweitem
Fügepartner sind realisierbar, wobei die Fügepartner
mit dem Sinterformteil durch Sintern mittels Sinterpaste verbindbar
ist.
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Der
Einsatz von Sinterformteilen ist nicht auf Verbundbauteile mit lediglich
zwei Fügepartnern beschränkt. So ist es beispielsweise
denkbar, ein Verbundbauteil mit zwei oder noch mehr Sinterformteilen herzustellen,
wobei jeweils über ein Sinterformteil mindestens zwei Fügepartner
aneinander festgelegt werden. Auf diese Weise kann ein sandwichartiger Aufbau,
umfassend drei oder mehr Fügepartner hergestellt werden,
wobei die Fügepartner und die Sinterformteile bevorzugt
in einer Stapelrichtung gestapelt sind. So kann beispielsweise ein
von einem Leistungshalbleiter gebildeter zweiter Fügepartner
auf beiden Seiten über jeweils ein Sinterformteil mit einem
einen ersten bzw. einen zweiten Fügepartner bildenden Schaltungsträger
verbunden werden, so dass der Leistungshalbleiter sand wichartig
zwischen den Schaltungsträgern aufgenommen ist und wobei sich
jeweils zwischen einem Schaltungsträger und dem Leistungshalbleiter
ein Sinterformteil befindet. Der Sandwichaufbau muss nicht zwingend
in einem Prozessschritt realisiert werden, sondern kann beispielsweise
auch zwei- oder mehrstufig hergestellt werden.
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Die
Erfindung führt auch auf ein Verfahren zum Herstellen eines
elektrischen oder elektronischen Verbundbauteils, vorzugsweise eines
wie zuvor beschrieben ausgebildeten Verbundbauteils. Kern des Verfahrens
ist es, mindestens zwei Fügepartner mit einem offen porösen
Sinterformteil (Sinterfolie) mittels Sinterpaste zu versintern,
wobei es möglich ist, für beide Fügepartner
die gleiche Sinterpaste oder alternativ unterschiedliche Sinterpasten einzusetzen.
Dabei werden die Fügepartner ganz besonders an zwei voneinander
abgewandten Seiten des Sinterformteils angesintert. Der Vorteil
des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin,
dass durch die durchgängig offen-poröse Struktur
des Sinterformteils Gase beim Verbindungsprozess (Sinterprozess)
mit den Fügepartnern entweichen und bei Bedarf Gase, wie
Sauerstoff an die Fügestellen geführt werden kann.
Bevorzugt erfolgt die Gasabfuhr und die Gaszufuhr aus seitlicher
Richtung, also quer zur Stapelrichtung der Fügepartner.
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Ganz
besonders bevorzugt ist eine Ausführungsvariante des Verfahrens,
bei dem vor dem Fügeprozess das Sinterformteil (Sinterfolie),
insbesondere mittels eines Stempels und einer Matrize, hergestellt
wird. Dabei ist es möglich, unmittelbar das Sinterformteil
zu sintern, oder das Sinterformteil nach erfolgtem Sinterprozess
aus einem großen Sinterteil herauszuarbeiten, beispielsweise
herauszustanzen, zu sägen oder zu schneiden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
sowie anhand der Zeichnungen.
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Diese
zeigen in:
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1 ein
leistungselektronisches Verbundbauteil (hier leistungselektronische
Baugruppe/Modul),
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2 eine
ausschnittsweise Darstellung eines Sinterformteils zum miteinander
Verbinden zweier Fügepartner,
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3 schematisch
einen Herstellungsprozess zum Herstellen eines elektrischen oder
elektronischen Verbundbauteils, umfassend zwei Fügepartner,
und
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4 in
einer schematischen Darstellung einen Herstellungsprozess zum Herstellen
eines elektrischen oder elektronischen Verbundbauteils mit drei Fügepartnern
und zwei Sinterformteilen.
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In
den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen
Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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1 zeigt
ein elektronisches Verbundbauteil 1. Dieses umfasst einen
ersten Fügepartner 2, einen zweiten Fügepartner 3 sowie
einen dritten Fügepartner 4. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem ersten Fügepartner 2 um
ein Leistungshalbleiter-Bauelement, hier einen IGB-Transistor. Bei
dem zweiten Fügepartner 3 handelt es sich um einen
Schaltungsträger und bei dem dritten Fügepartner 4 um
eine Grundplatte aus Kupfer. Die Grundplatte aus Kupfer ist wiederum
an einem Kühlkörper 5 (Wärmesenke)
festgelegt.
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Zwischen
dem ersten Fügepartner 2 und dem zweiten Fügepartner 3 ist
ein Sinterformteil 6 mit einer Dickenerstreckung von etwa
50 μm in eine Stapelrichtung S angeordnet. Der erste Fügepartner 2 und
der zweite Fügepartner 3 sind an zwei voneinander
abgewandten Seiten des Sinterformteils 6 durch Sintern
mittels Silber-Sinterpaste festgelegt. Auch das Sinterformteil 6 ist
aus Silbersintermaterial gebildet. Der zweite Fügepartner 3 ist
wiederum über ein weiteres Sinterformteil 7 mit
dem dritten Fügepartner 4 verbunden, wobei auch
der dritte Fügepartner 4 sowie der zweite Fügepartner 3 jeweils
mit Silbersinterpaste mit dem Sinterformteil 7 fest verbunden
sind.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der dritte Fügepartner 4 mit
dem Kühlkörper 5 unmittelbar verlötet.
Alternativ (nicht dargestellt) kann zwischen dem dritten Fügepartner 4 und
dem Kühlkörper 5 auch ein Sinterformteil
vorgesehen werden, mit dem der dritte Fügepartner 4 und
der Kühlkörper 5, durch Sintern mittels
Sinterpaste festgelegt sind.
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Wie
sich weiter aus 1 ergibt, ist an dem von der
Grundplatte gebildeten dritten Fügepartner 4 ein
Kunststoffgehäuse 8 festgelegt, welches die Stapelanordnung,
umfassend den ersten und den zweiten Fügepartner 2, 3 sowie
das Sinterformteil 6 umschließt. Die sogenannte
Stapelanordnung ist umgeben von einer elastischen Schutzmasse 9.
Durch diese hindurch sind bis an die Außenseite des Gehäuses 8 Anschlussdrähte 10, 11 geführt,
die über das Sinterformteil 6 an dem zweiten Fügepartner 3 (Schaltungsträger),
diese kontaktierend, festgelegt sind.
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2 zeigt
den Aufbau eines Sinterformteils 6, welches aus Silbermetall-Flakes
hergestellt ist. Zu erkennen ist die durchgehend offene Porosität.
Diese bildet Gasdurchlasskanäle, durch die Gase von den Fügestellen
weg nach außen bzw. zu den Fügestellen bei einem
Versinterungsprozess hin strömen kann. Bevorzugt treten
die Gase seitlich, also quer zur Stapelrichtung S (vgl. 1)
aus den Poren aus, wodurch eine Rissbildung durch den Sinterprozess unter
Einsatz von Sinterpaste vermieden wird.
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3 zeigt
stark schematisiert den Herstellungsprozess zum Herstellen eines
in der Zeichnungsebene rechts dargestellten elektrischen oder elektronischen
Verbundbauteils 1. Letzteres umfasst einen ersten in der
Zeichnungsebene oberen Fügepartner 2 und einen
zweiten in der Zeichnungsebene unteren Fügepartner 3,
die ein Sinterformteil 6 sandwichartig zwischen sich aufnehmen.
Bei dem ersten Fügepartner 2 handelt es sich beispielsweise
um einen Chip und bei dem zweiten Fügepartner 3 um
einen Schaltungsträger. Alternativ ist es denkbar, dass es
sich bei dem ersten Fügepartner 2 um einen Schaltungsträger
und bei dem zweiten Fügepartner 3 um eine Grundplatte,
insbesondere aus Kupfer, und/oder einen Kühlkörper
handelt. Weitere, sich aus den Ansprüchen ergebende Kombinationen
von erstem und zweitem Fügepartner 2, 3 sind
alternativ realisierbar. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wurde
auf beide Flächenseiten des Sinterformteils 6 zunächst
Sinterpaste 12, hier Silbersinterpaste als Depot aufgebracht.
Nach dem Stapeln in Stapelrichtung S werden die Fügepartner 2, 3, das
Sinterformteil 6 sowie die Sinterpaste 12 einem
Sinterprozess 13 zugeführt. Bei diesem Sinterprozess
handelt es sich um den zweiten Sinterprozess des Sinterformteils 6.
Der Gasaustausch für das Sintern der Sinterpaste 12 kann über
das gesamte poröse Volumen des Sinterformteils 6 stattfinden.
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Sinterungen
zwischen den Fügepartnern 2, 3 zeigen
nach dem Sinterprozess üblicherweise am Randbereich (insbesondere
an einer Chipkante) nicht dieselbe Porosität wie in einem
Innenbereich auf. Dies ist darauf zurückzuführen,
dass dort keine isostatischen Druckverhältnisse aufgebaut
werden können und somit die Sinterung lokal mit weniger Kompression
stattfindet. Für den Fall, dass ausschließlich
Sinterpaste zum Einsatz kommt, ist es denkbar, dass sich zusätzlich
eine wulstförmige Ausquetschung im Randbereich der Fügezonen
ergibt.
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Anhand
von 3 ist auch ein alternativer Fügeprozess
erläuterbar. So kann es sich beispielsweise bei dem zweiten
Fügepartner 3 um einen Schaltungsträger,
insbesondere das Metall eines Schaltungsträgers, typischerweise
Kupfer oder eine Kupferlegierung, handeln und bei dem ersten Fügepartner 2 um
ein Stanzgitter, typischerweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung.
Es kann beispielsweise auf den zweiten Fügepartner 3 Sinterpaste
gedruckt oder dispenst werden. Daraufhin wird das Sinterformteil 6 aufgelegt.
Bei Bedarf kann das Sinterformteil 6 bereits ein Sinterpastendepot
auf der Gegenseite für den ersten Fügepartner 2 (Stanzgitter) mit
sich bringen. Alternativ wird die Sinterpaste in einem nachgelagerten
Prozess, beispielsweise Dispensen, als Sinterpastendepot aufgebracht.
Anschließend wird der erste Fügepartner 2 auf
die Sinterpaste aufgebracht und einem Sinterprozess (Druck + Temperatur)
zugeführt. Die poröse Struktur des Sinterformteils 6 bringt
nun ausreichende Möglichkeiten für die Entgasung
aus dem Sinterpastensystem mit sich.
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4 zeigt
in der Zeichnungsebene rechts ein vielteiliges elektrisches oder
elektronisches Verbundbauteil 1. Dieses umfasst insgesamt
drei Fügepartner 2, 3, 4, wobei
zwischen jeweils zwei Fügepartnern 2, 3; 3, 4 ein
Sinterformteil 6, 7 angeordnet ist. Beispielsweise
kann es sich bei dem ersten und dem dritten Fügepartner 2, 4 jeweils
um einen Schaltungsträger und bei dem zentrischen, d. h.
inneren Fügepartner 3 um einen Leistungshalbleiter
handeln. Der Sandwichaufbau muss nicht zwingend in einem gemeinsamen
Sinterprozess gefügt werden, sondern es kann auch eine
zweistufige Prozessführung realisiert werden, beispielsweise
zu nächst der erste Fügepartner 1, das
Sinterformteil 6, der zweite Fügepartner 3 und
dann anschließend der dritte Fügepartner 4 oder
alternativ zunächst der dritte Fügepartner 4,
das weitere Sinterformteil 7, der zweite Fügepartner 3 und
dann nachgelagert der erste Fügepartner 2.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 242626
B1 [0003]
- - WO 2005/079353 A2 [0003]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - Dissertation
von Mertens, auf den Seiten 78 und 79, ISBN 3-18-336521-9 [0010]