IFK

Innovative Fügetechnologien mit kaltgasgespritzten Loten

Ziel des Projektes war es, die Kaltgasspritztechnik zum Lotauftrag bei der Herstellung von optosensorischen Lötbaugruppen in der Mikrotechnik zu erproben und an Musterbaugruppen nachzuweisen. Dafür mussten spezielle Probleme des Lotauftrages, die sich durch die Form der Gehäusebauteile, durch die Kleinheit der Lotfläche und des Gehäusematerials ergeben, untersucht werden.

Die Zielstellung des Projektes bestand in folgenden Aufgaben:

• Gehäusebauteile mit ausgewählten Lotpulvern für den Einsatztemperaturbereich von 150 °C bis 250 °C mittels dem Kaltgasspritzprozess lokal beschichten
• Aufschmelzverhalten der aufgebrachten Lotschichten untersuchen
• Lötprofile zum flussmittelfreien Weichlöten solcher Bauteile mit optischen Fenstern aus Silizium und Saphir erarbeiten
• Funktionsmuster von Lötverbunden anfertigen

Mit dem entwickelten Verfahren werden Kundenanforderungen zu kostengünstigen Lösungen für Fügeprozesse in der Mikrosystemtechnik und Mikrosensorik mit hohen Ansprüchen an die Fügeverbindung (Hermetizität, Organikfreiheit, keine Verwendung von Flussmitteln) für den Temperaturbereich 150 °C – 250 °C erfüllt. Durch den Lotauftrag mittels Kaltgasspritzen entfällt das ansonsten erforderliche aufwändige Positionieren der Fügepartner mit Lotformteilen. Die Art des Lotauftrages ist besonders auch für Batch-Prozesse geeignet.

Im Ergebnis des Projektes konnte gezeigt werden, dass sich durch den kaltgasgespritzten Lotauftrag Fügeverbindungen hoher Qualität bei gleichzeitiger Minimierung des Aufwandes für die Justage der Fügebaugruppen herstellen lassen. Das Verfahren soll im Rahmen von weiteren Prozessoptimierungen, Testserien und Pilotfertigungen zur Serienreife geführt werden.