Nickelfreie Metallisierungssysteme auf 3D-MID-Substratwerkstoffen (NiMm3)

Um die Zuverlässigkeit von MID deutlich zu steigern und deren Marktdurchdringung weiter voranzutreiben, ist das Bestreben groß, mögliche Ursachen für Delamination und Rissbildung zu unterbinden. Um dieses Ziel zu erreichen, sollen nun drei wesentliche Schwerpunkte adressiert werden: Haftfestigkeit, nickelfreie Schichtsysteme und AVT.

Molded Interconnect Devices (MIDs) sind 3D-Substratmaterialien, die typischerweise zunächst laserdirektstrukturiert (LDS) und danach außenstromlos mit Kupfer, Nickel und Gold metallisiert werden. Letzteres ermöglicht verschiedene Aufbau- und Verbindungstechniken (AVT) für elektronische Komponenten, um schließlich komplexe Schaltungsträger mit einer hohen Integrationsdichte zu erhalten. Die Zuverlässigkeit der metallischen Leiterbahnen auf den Substratmaterialien ist dabei eine wesentliche Grundvoraussetzung für die branchenübergreifende Anwendung von MID. Eine Befragung von Vertretern der Industrie ergab, dass Delamination sowie Mikrorisse in den Leiterbahnen die häufigsten Ausfallursachen von MID darstellen.

Um die beiden genannten Ausfallursachen zu eliminieren, d.h. die Zuverlässigkeit von MID deutlich zu steigern, sollen in dem geplanten AiF-Vorhaben NiMm3 drei aufeinander aufbauende Themen adressiert werden. (i) zunächst soll die Wechselwirkung zwischen verschiedenen Substratmaterialien und der Cu-Metallisierung untersucht werden, (ii) dann sollen alternative, nickelfreie Schichtsysteme aufgebaut und evaluiert werden, (iii) und schließlich soll in Bezug auf die AVT die Korrosionsbeständigkeit und Lötbarkeit der alternativen Finishes sowie der Einfluss des Lötprozesses auf den gesamten Schaltungsträger betrachtet werden.