Fraunhofer-Institut für SiliziumtechnologieHelge Schimanski
Sichere Verarbeitung von Bottom Termination Components am Beispiel von 01005 Dioden - Vom empfohlenen Pad-Design zum zuverlässig gelöteten Bauteil
Die Verarbeitung miniaturisierter diskreter Halbleiter stellt den SMD-Fertigungsprozess vor neue Herausforderungen. Am Beispiel von Dioden der Größe 01005 (0,4 x 0,2 mm²) mit verdeckt liegenden Anschlussflächen (sogenannten Bottom Termination Components = BTC) werden im Rahmen einer Auftragsarbeit verschiedene Aspekte eines Baugruppenfertigungsprozesses beleuchtet. Die Ergebnisse fließen in die „Application Note“ des Bauelemente-Herstellers und helfen dem Anwender seinen Verarbeitungsprozess zu optimieren.
Die Herausforderung dieser Untersuchung lag darin, die Kundenanforderungen an einen zuverlässigen und reproduzierbaren High-Volume-Fertigungsprozess für einen Bauelementetyp zu erfüllen, für den es bisher keine Standards zur Verarbeitung gab.
Hierzu wurde aus mehreren Varianten das optimale Leiterplattenlayout durch Fertigungsversuche ermittelt und einschränkende Randbedingungen bei der Leiterplattendimensionierung thematisiert. Reproduzierbare Lotpastendruckparameter wurden mit Hilfe einer 3D-Lotpasten-Inspektion (SPI) bestimmt und eine geeignete Lotpasten-Druckschablonen Kombination definiert. Die Bestückparameter wurden optimiert und eine qualifizierte Lötprofilierung durchgeführt.
Im Anschluss wurde eine Qualitäts- und Zuverlässigkeitsbewertung durchgeführt.
Die Qualitätsprüfung erfolgte durch optische Inspektion und Röntgenanalyse, sowie Höhenprofilmessungen und metallographische Querschliffpräparation.
Die Zuverlässigkeit der mit den optimierten Fertigungsparametern aufgebauten Qualifikationsmustern wurde mittels High Temperature Reverse Bias (HTRB), Temperature Cycling (TC), Autoclave (AC), Highly Accelerated Stress Test (HAST) und High Humidity High Temperature Reverse Bias Test (H3TRB) geprüft, die alle bestanden wurden.
Gerne steht das Fraunhofer ISIT Ihnen als Bauelemente-Hersteller bei der Erarbeitung von Application Notes oder Ihnen als Anwender bei der Einführung neuer Produkte für der Erarbeitung von Anwendungsempfehlungen sowie Qualitäts- und Zuverlässigkeitsbewertungen zur Verfügung.
