PCE bei der Herstellung von Leadframes
Wenn es um die kosteneffiziente und präzise Herstellung von Leadframes geht, ist es von entscheidender Bedeutung, das richtige Verfahren zu wählen und bei der Auswahl des Lieferanten äußerst sorgfältig vorzugehen, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Die micrometal Group hat ein fotochemisches Ätzverfahren (PCE) der nächsten Generation entwickelt, das sich ideal für die Produktion von Leadframes eignet und Kunden die Möglichkeit bietet, innovativ gestaltete Leadframes mit engen Toleranzen wiederholbar und präzise herzustellen – und gleichzeitig den Trend zu Miniaturisierung und Gewichtsreduktion zu bedienen.
Jochen Kern, Head of Sales & Marketing bei der micrometal Etching Group, erklärt: „Leadframes werden im Montageprozess von Halbleiterbauelementen eingesetzt und sind im Wesentlichen dünne Metallschichten, die die Verdrahtung von winzigen elektrischen Anschlüssen auf der Halbleiteroberfläche mit großskaligen Schaltungen in elektrischen Geräten und Leiterplatten verbinden. Beim Design von Leadframes gilt: Eine Einheitslösung passt nicht immer für alle Anwendungen. Häufig besteht Bedarf an kundenspezifischen Spezifikationen und Merkmalen, an Designs, die elektrische und thermische Eigenschaften verbessern, sowie an spezifischen Anforderungen hinsichtlich der Taktzeiten. micrometal verfügt über umfassende Erfahrung in der Herstellung von Leadframes mittels PCE für unterschiedlichste Kunden. Wir ätzen einfache oder auch komplexere Leadframes aus Metallen und Legierungen mit sehr geringer thermischer Ausdehnung bei Raumtemperatur. Diese niedrig ausdehnenden Legierungen finden Anwendung in modernen Einsatzgebieten, in denen Metalle mit Glas oder Keramik verbunden werden müssen oder gleiche thermische Ausdehnungskoeffizienten erforderlich sind, um Probleme in der Verbindungszone zu vermeiden.“
Leadframes können äußerst komplex und gleichzeitig sehr empfindlich sein. In vielen Fällen bedeuten die geometrische Komplexität sowie die Anforderungen an höchste Präzision und enge Toleranzen, dass PCE nicht nur eine geeignete, sondern tatsächlich die einzige Technologie ist, mit der bestimmte Leadframes hergestellt werden können.
Beim Stanzen von Leadframes erhöht steigende Komplexität die Kosten – unabhängig davon, ob es sich um kleine, mittlere oder große Stückzahlen handelt. Komplexe Geometrien erfordern komplexe Werkzeuge, was wiederum höhere Kosten, ein erhöhtes Risiko von Werkzeugausfällen und längere Durchlaufzeiten zur Folge hat.
PCE ist hinsichtlich der Werkzeugkomplexität unabhängig: Weder Kosten noch Durchlaufzeit werden durch die geometrische Komplexität des Bauteils beeinflusst, da mit digitalen Werkzeugen gearbeitet wird. Darüber hinaus ermöglicht PCE engere Toleranzen und feinere Strukturen als das Stanzen – bei minimaler oder keiner Materialverformung und praktisch ohne Gratbildung oder Defekte. Die Ausfallraten sind äußerst gering, und im Gegensatz zum Stanzverfahren ist jeder gefertigte Leadframe absolut plan – eine wesentliche Voraussetzung.
Kern ergänzt: „Es besteht kein Zweifel daran, dass PCE hervorragend für die Herstellung von Leadframes geeignet ist. Noch überzeugender wird dieses Verfahren durch die Weiterentwicklungen von micrometal. Denn nicht alle PCE-Anbieter sind gleich. Das einzigartige PCE-Verfahren von micrometal ermöglicht Maßtoleranzen von bis zu +/-0,005 mm, minimale Strukturgrößen von 25 Mikrometern, einen minimalen Lochdurchmesser von 80 % der Materialdicke sowie wiederholbare Toleranzen im einstelligen Mikrometerbereich. Im Vergleich dazu erreicht herkömmliches chemisches Ätzen lediglich minimale Strukturgrößen von etwa 100 Mikrometern, und der kleinste Lochdurchmesser liegt im Verhältnis zur Materialdicke bei einem Faktor von 1–2. Es wird deutlich, wie das PCE-Verfahren von micrometal zahlreiche bislang unmögliche Designmöglichkeiten bei der Herstellung von Leadframes eröffnet.“
Bei der Bewertung von PCE für die Leadframe-Produktion ist es wichtig, sowohl die Vorteile des Verfahrens zu berücksichtigen als auch den richtigen Partner auszuwählen – entscheidend sind dabei dessen Fachwissen und Erfahrung.
Kern abschließend: „Ein Beispiel ist die potenziell höhere Fehleranfälligkeit aufgrund der Vielzahl an Prozessvariablen beim PCE. Der führende europäische PCE-Spezialist micrometal verfügt dank jahrzehntelanger Erfahrung über ein robustes und wiederholbares Verfahren zur Herstellung von Leadframes, das von anderen Anbietern nur schwer erreicht werden kann. Diese Erfahrung hilft maßgeblich dabei, mögliche Schwächen des PCE-Verfahrens zu kompensieren. Das Unternehmen hat erheblich in Prozesskontrolle investiert, um Schwankungen zu reduzieren, sowie in optische Inspektionssysteme, um Null-Fehler-Quoten (0 ppm) zu erreichen. Qualitätssicherung hat bei micrometal höchste Priorität: Wir arbeiten mit einer 100%-Prüfung, und Fehler werden nicht toleriert. Deshalb sind wir stolz darauf, maßgeschneiderte Leadframes für einige der weltweit führenden Hersteller im Halbleiter-Packaging zu produzieren.“
Die Fertigungsprozesse von micrometal mit engen Toleranzen eignen sich für zahlreiche Leadframe-Anwendungen, sind jedoch besonders prädestiniert für die Herstellung von Leadframes mit hoher Anschluss-/Pinanzahl und extrem feiner Rasterung in großen Stückzahlen.
