Open Access

Philipp Schletterer, Thomas Wenger, Marcus Reichenberger, Michael Bisges, Martin Muckelbauer, Markus Schiffmann

• Im ZIM-Kooperationsprojekt „ALUSolder“, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des IraSME-Netzwerks mit Partnern aus Deutschland und Österreich, wird der Ersatz von Kupfer durch Aluminium entlang der gesamten Prozesskette der Leiterplattenfertigung untersucht. Der Projektansatz basiert auf der selektiven Beschichtung der Anschlussflächen aus Aluminium mit einer chemisch aufgebrachten Nickel-Phosphor-Schicht. Dieses Metallisierungs-verfahren ist mit den für starre Leiterplatten verwendeten Kunststoffen und Kompositmaterialien kompatibel und ermöglicht lötfähige Oberflächen für den anschließenden einseitigen Reflowlötprozess bei einlagigen Leiterplatten. Im weiteren Verlauf wird untersucht, welche Leiterbahnstrukturen mit der eingesetzten Aluminiumlegierung zuverlässig realisiert werden können. Zudem wird die Haftfestigkeit zwischen Leiterbahn und Epoxidverbundsystem im Vergleich zu herkömmlichen Kupferleiterbahnen analysiert. Zur Bewertung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer werden verschiedeneIm ZIM-Kooperationsprojekt „ALUSolder“, gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz im Rahmen des IraSME-Netzwerks mit Partnern aus Deutschland und Österreich, wird der Ersatz von Kupfer durch Aluminium entlang der gesamten Prozesskette der Leiterplattenfertigung untersucht. Der Projektansatz basiert auf der selektiven Beschichtung der Anschlussflächen aus Aluminium mit einer chemisch aufgebrachten Nickel-Phosphor-Schicht. Dieses Metallisierungs-verfahren ist mit den für starre Leiterplatten verwendeten Kunststoffen und Kompositmaterialien kompatibel und ermöglicht lötfähige Oberflächen für den anschließenden einseitigen Reflowlötprozess bei einlagigen Leiterplatten. Im weiteren Verlauf wird untersucht, welche Leiterbahnstrukturen mit der eingesetzten Aluminiumlegierung zuverlässig realisiert werden können. Zudem wird die Haftfestigkeit zwischen Leiterbahn und Epoxidverbundsystem im Vergleich zu herkömmlichen Kupferleiterbahnen analysiert. Zur Bewertung der Zuverlässigkeit und Lebensdauer werden verschiedene Umwelt-simulationstests durchgeführt. Anschließend werden die gealterten Lötverbindungen umfassend hinsichtlich ihrer mechanischen und elektrischen Eigenschaften charakterisiert und den Lötverbindungen konventioneller Kupferleiterplatten gegenübergestellt. Ziel des Projekts ist es, die technologischen Grundlagen für den industriellen Einsatz von Aluminiumleiterstrukturen zu schaffen und somit einen Beitrag zur Elektronikproduktion der Zukunft zu leisten.…