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Elektronik und Systemintegration

Untersuchungen zum Löten von fine-pitch SMD-Bauteilen auf bedruckten Polymersubstraten

Veröffentlichungsart

Konferenzbeitrag (peer reviewed)

Medien

Proceedings der Deutschen IMAPS-Konferenz 2022

Veröffentlichungsdatum

2022-10-20

Zitierung

Auer, Lukas; Ivanov, Artem (2022): Untersuchungen zum Löten von fine-pitch SMD-Bauteilen auf bedruckten Polymersubstraten. Proceedings der Deutschen IMAPS-Konferenz 2022.

Peer Reviewed

Ja

Autoren

Lukas Auer
Prof. Dr. paed. Artem Ivanov

Elektronik und Systemintegration

Untersuchungen zum Löten von fine-pitch SMD-Bauteilen auf bedruckten Polymersubstraten

Abstract

Die laufende Weiterentwicklung von Technologien der gedruckten Elektronik verspricht eine kostengünstige Herstellungsmöglichkeit für elektronische Schaltungen. Bestimmte Funktionalitäten, wie z.B. Batteriezellen, Sensor- und Aktuator-Elemente auf piezoelektrischer Basis oder Elektrolumineszenz-Displays können derzeit komplett in der Rolle-zu-Rolle Drucktechnologie realisiert werden. Viele Anwendungen, in denen gedruckte Schaltungsträger auf Polymerbasis benutzt werden, sind allerdings weiterhin auf den Einsatz von konventionellen Silizium-basierten aktiven Komponenten sowie von traditionellen passiven Bauelementen angewiesen. In diesen Fällen entsteht der Bedarf, SMD-Komponenten in einem starren Gehäuse mit dem mechanisch flexiblen oder sogar dehnbaren Schaltungsträger elektrisch und mechanisch zu verbinden. Besondere Herausforderungen in der Aufbau- und Verbindungstechnik entstehen bei dem Einsatz von Substratmaterialen wie PET oder TPU, die maximale Prozesstemperaturen im Bereich von 100°C bis 150°C aufweisen.

Gewöhnlich wird für die Kontaktierung der Bauelemente ein isotrop oder anisotrop leitender Klebstoff (ICA bzw. ACA) oder eine anisotrop leitende Folie (ACF) eingesetzt. In bestimmten Fällen kann auch das Löten mit niederschmelzenden Legierungen erfolgen. Dabei spielen außer Material und Herstelltechnologie der Leiterbahnen auch Substrateigenschaften eine wichtige Rolle.

An der Hochschule Landshut laufen im Labor für elektronische Hybridschaltungen Untersuchungen zum elektrischen Kontaktieren der SMD Bauteile auf bedruckten Polymersubstraten. Das Ziel ist, geeignete Kombinationen von Leiterbahnmaterialien und Lotpasten zu finden und die Stabilität der erreichten Verbindungen zu bestimmen. Dabei werden kommerziell verfügbare Siebdruckpasten auf Silber- und Kupferbasis für die Metallisierung eingesetzt sowie niederschmelzende Lotpasten für die Herstellung der Verbindung verwendet. Im Beitrag werden die aktuellen Ergebnisse der Tests vorgestellt.