Beim Sinter-Verbinden von Chips und Platinen ersetzen Silberstreifen die früheren Bonddrähte: Das Verfahren arbeitet bleifrei mit Druck und mit Temperaturen bis 250 °C

Ab Juli gilt das Blei-Verbot mit branchenabhängiger Übergangszeit. Mehrere Angebote sollen die Umstellung erleichtern: Eine neue Lötanlage arbeitet sowohl konventionell als auch bleifrei – je nach Bedarf. Auch bleifreie Lote und Flussmittel gibt es jetzt genug. Und ein Fügeprozess durch Sintern ersetzt das Löten sogar komplett.

Da sage nochmal jemand, gesetzgeberische Vorgaben behinderten Innovationen. Stachelte vor Jahren das Erneuerbare-Energien-Gesetz zu Höchstleistungen in der Windkraft an, so treibt nun das ab 1. Juli gültige Blei-Verbot die Entwickler zu kreativen Höchstleistungen. Sie haben neuartige und teils exotische Lösungen auf den Markt gebracht, um das Löten mit bleihaltigen Loten substituieren zu können. Besonders für die Übergangszeit, die je nach Branche bis 2009 währt, möchte der Unternehmer Hans Isler eine Lösung anbieten: „Die Unternehmen stehen vor der Entscheidung, eine zweite Maschine für bleifreie Lote anzuschaffen und müssen zum Teil unwirtschaftliche Entscheidungen treffen." Hier greift sein Konzept einer Duplex-Wellenlötanlage, die beides kann: mit und ohne Blei löten.

Einer der Töpfe der EPM CIG (N2) Highspeed lässt sich beispielsweise mit der Dreistofflegierung SAC 305 oder SAC 307 befüllen, während der andere Topf nach wie vor Blei verarbeitet. Aus der Sicht Islers amortisiert sich die Maschine schnell, weil es bei bleifreien Lotlegierungen vielfältige Optionen für die Ingredienzen gibt. Im Vorteil sei, wer von Anwendung zu Anwendung schnell auf ein anderes Lot umstellen könne – und das ermögliche das Schnellwechselsystem der Duplex. Da sich die beiden Töpfe mit verschiedenen flüssigen Loten befüllen lassen, entfalle der Zeitaufwand für das Abkühlen und erneute Aufschmelzen eines neuen Lotes.

Eher als maschinenbauliche Lösung mutet der Sinterprozess an, der eine Alternative zum Löten elektronischer oder optoelektronischer Baulemente bietet. Damit lassen sich Chips mit Substraten verbinden, etwa im Motorraum eines Automobils. Der große Vorteil besteht laut Anbieter darin, dass beim Sintern maximal Temperaturen von 250 °C auftreten und keine flüssige Phase entsteht. Andererseits lässt sich die Verbindung aber bis über 300 °C hinaus thermisch belasten und soll sich erst bei 960 °C wieder lösen. Wie der Fügeprozess abläuft, demonstrierte ein Pressen-Hersteller mit Firmen-Partnern auf der Hannover Messe: Ein Roboter nimmt einen Halbleiter-Chip auf und setzt ihn in das Unterwerkzeug der Presse. Innerhalb von 2 bis 5 s erfolgt der Sinterprozess durch Erwärmen und Pressen. Nach Ansicht von Gerhard Palm, Entwickler des Verfahrens an einer Hochschule, eröffnet das Sinter-Verbinden neue Möglichkeiten für das Design mechatronischer Baugruppen.

Nicht zuletzt ist natürlich auch das bleifreie Löten eine Alternative zu den bisherigen Lötprozessen. Um eine reibungslose Umstellung zu ermöglichen, hat ein Spezialanbieter ein Gesamtkonzept entwickelt. Dazu gehören, teils durch Partnerschaften realisiert, neue Verfahren, Flussmittel und Lote. Im Angebot seien Lösungen vom Wellenlöten über das Reflowlöten bis hin zum Reparieren. os

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