Elektronikklebstoff für Leistungshalbleiter

Einen neuen Klebstoff, speziell für Elektronik, hat jüngst Delo vorgestellt. Er ist wärmeleitend und elektrisch isolierend.

Delos neuer Elektronikklebstoff Delo Monopox TC2270 wurde speziell auf die Anforderungen in der Leistungselektronik hin entwickelt. Insbesondere Leistungshalbleiter fallen hier häufig aus. Der Grund liegt in der Wärmeentwicklung der oftmals sehr kleinen Bauteile. Ein effizientes Abführen der Wärme ist meist nicht möglich. Spezielle Klebstoffe können hier helfen. Sie verbinden nicht nur, sie leiten die Wärme ab und isolieren elektrisch.

Der Delo Monopox TC2270 ist ein einkomponentiges, warmhärtendes Epoxidharz. Die thermische Leitfähigkeit gibt Delo mit 1,7 W/(m∙K) an. Möglich macht dies der Keramikfüllstoff Aluminiumnitrid. Hinsichtlich seiner Leitfähigkeit ist er vergleichbar mit silbergefüllten ICA-Klebstoffen. ICA steht hier für Isotropic Conductive Adhesives). Sie weisen einen Wert von ~1,5-2,0 W/(m∙K) auf.

Im Gegensatz zu diesen isoliert der Monopox-Kleber elektrisch. Er leitet die Wärme ab und trennt zugleich die Baugruppen elektronisch zuverlässig. Das reduziert die anteiligen Bauteilkosten.

Ausgehärtet weist der Kleber Druckscherfestigkeiten von 34MPa auf dem Verbundwerkstoff FR4 auf. Beim Hochleistungskunststoff LCP sind es 11 MPa. Sollten Mikrochips verklebt werden, sind Werte von 60 N drin. Delo verweist hier auf den sogenannten Die-Shear-Test (1x1 mm² Silizium-Dies auf Goldoberfläche).

Um den Moisture Sensitivity Levels (MSL 1) zu bestimmten wurden Silizium-Dies auf unterschiedliche Leiterplatten-Materialien verklebt. Eine Woche lang lagerten diese bei 85 °C und 85 % Luftfeuchtigkeit. Anschließend wurden sie drei aufeinanderfolgenden Reflow-Durchläufen unterzogen. Selbst nach diesen Belastungen behielt der Klebstoff sein hohes Festigkeitsniveau, wie Delo hervorhebt.

Um nun wärmeempfindliche Baugruppen zu verkleben und diese nicht durch zu hohe Aushärtetemperaturen zu schädigen, verwendet Delo ein chemisches System. So erreicht der Kleber bei einer Aushärtungstemperatur von 60 °C erreicht seine Endfestigkeit bereits nach 90 min. Bei 80 °C könne der Aushärtungsprozess auf 15 min. reduziert werden. Der Klebstoffs lässt sich von -40 bis 150 °C einsetzen.

db