Verbindung bei Raumtemperatur

Beim KlettWelding werden zwei mittels NanoWiring vorbereitete Substrate durch Zusammendrücken (z.B. mit 20 MPa) bei Raumtemperatur verbunden. Diese Kraft kann in Abhängigkeit der Bauteilgröße von handelsüblichen Bestückern bzw. FlipChip-Bondern aufgebracht werden. Großflächige Verbindungen werden mit elektromotorischen oder hydraulischen Kraftmaschinen hergestellt. Ebenfalls ist die Anwendung von einfachen Kniehebelpressen möglich. Auch nach der Lagerung von mehr als einem Jahr kann mittels KlettWelding-Aktivator problemlos die leistungsfähige KlettWelding-Verbindung hergestellt werden. Im Bereich von sehr robusten Anwendungen kann mittels zusätzlichem KlettWelding-Tape eine Aufdickung der Verbindungszone erreicht werden, wie ein künstliche Haarverlängerung.

Durch ihren kleinen Durchmesser verbinden sich die einzelnen Drähte instantan mechanisch und zusätzlich auf Atomgitterebene – ähnlich wie beim Kaltverschweißen. Die resultierende Verbindung hat vergleichbare Elektrische- und Thermische- Kenndaten wie gewalztes Kupfer, bei gleichzeitig hoher mechanischer Festigkeit. Das untenstehende Video zeigt den KlettWelding-Vorgang eines Siliziumchips mit Copper-Pillars, durchgeführt mit einem FlipChip-Bonder.

Schritt zurück: NanoWiring (Beschichtung)

Eigenschaft Wert
nötige Bondkraft 1 – 70 MPa (typisch 20 MPa)
Scherfestigkeit bis ca. 30 MPa (typisch 12 MPa)
Zugfestigkeit bis ca. 20 MPa (typisch 12 MPa)
Peelfestigkeit bis ca. 1,7 N/mm (typisch 1,2 N/mm)
KlettWeldingtemperatur Ab Raumtemperatur
Bondzeit 60 ms bis 60 s
Temperaturfestigkeit -50°C-500°C
Kontaktwiderstand < 1 µΩ/mm²
Wärmeleitfähigkeit 350 W/m⋅K
Planaritätsanforderung ca. 1/2 Länge des NanoWiring
resultierende Kontakthöhe ca. 1/3 Länge des NanoWiring
Drahtmaterial Kupfer, Gold, Nickel, Silber, Platin, Zinn
NanoWiring-Durchmesser 30 nm bis 2 µm (typisch 1 µm)
NanoWiring-Länge 500 nm bis 50 µm (typisch 10 µm / 25 µm / 50 µm)
Verwendbare Substratmaterialien Kupfer, Aluminium, Edelstahl, Gold, Keramik (u.a. LTTC), Polymer (PI, PCB), Glas

KlettWelding von Copper Pillars

KlettWelding schematisch

de_DEGerman