Additive Fertigung gradierter Nanoverbundwerkstoffe für das Fügen mikroelektronischer Komponenten

Das Aerosoljet-Druckverfahren (AJP) wird als Technologie zur kontaktlosen Abscheidung gradierter Nano-Lotzwischenschichten (NLZS) für das Fügen von Komponenten der Mikrosystemtechnik untersucht. Im Beitrag wird anhand verwendeter Basis-Materialien wie Zinn, Kupfer und Silber zusammengefasst die entwickelte Prozesskette beginnend mit Herstellung von Nanopartikel-Suspensionen bis hin zur Qualifzierung der hergestellten Fügeverbindung dargestellt. Der entwickelte Druck- und Mischprozess auf Basis des AJP lieferte erfolgreich additiv gefertigte NLZS mit eingestelltem Mischungsverhältnis. Der entwickelte industrienahe Chip-2-Chip-Bondprozess realisiert mechanisch feste Fügungen von Chip-Testsubstraten unter Umgebungsluft ohne Flussmitteleinsatz. Die Fügeprozesse konnten deutlich unter der Schmelztemperatur der involvierten Einzel-Lotkomponenten durchgeführt werden. In Abhängigkeit von Fügedruck und Temperatur wurde das Ausbilden intermetallischer Phasen beobachtet.