Forschungsvereinigung Räumliche Elektronische Baugruppen 3-D MID e.V.
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Abschlussveröffentlichung des IGF-Projekts NiMm3 (21862 N / 2)

Kurzfassung des Abschlussberichts: „Nickelfreie Metallisierungssysteme auf 3D MID Substratwerkstoffen (NiMm3)

Das Ziel des Forschungsvorhabens NiMm3 war die Identifizierung von nickelfreien Metallisierungssystemen mit geringer Neigung zur Rissbildung sowie Eignung für die Aufbau- und Verbindungstechnik auf polymeren 3D-Schaltungsträger. Um dieses Ziel zu erreichen, wurde ein umfassender Versuchsplan ausgearbeitet. Dieser gliederte sich in zwei Versuchsdurchläufe. Der erste befasste sich u.a. mit der optimierten Laserstrukturierung verschiedener Substratmaterialien, deren anschließenden außenstromlosen Metallisierung mit Kupfer sowie der Charakterisierung der Proben bezüglich Substrat-Kupfer-Wechselwirkung.

Im zweiten Versuchsdurchlauf wurden primär verschiedene nickelfreie Oberflächenfinishes einander gegenübergestellt. Die Probekörper wurden Biegewechselbelastungs- und Temperaturschocktests unterzogen, um durch die beschleunigte Alterung Ausfälle hervorzurufen und diese auszuwerten. Die Probekörper wurden vor und nach den Versuchen eingehend charakterisiert. Hierzu zählten Haftfestigkeitsmessungen und Schertests. Alle Probekörper für diesen Versuchsdurchlauf wurden je Substratmaterial mit den gleichen Laser- und Metallisierungsparametern prozessiert, sodass die Einflussparameter korreliert werden konnten.

Aus den durchgeführten Tests wurden die Erkenntnisse gewonnen, dass abhängig vom verwendeten Substratmaterial einige nickelfreie Schichtsysteme eine mit dem Cu/Ni/Au vergleichbare bis signifikant überlegene Perfomance aufwiesen. Besonders Cu/Pd/Au, Cu/DIG und Cu/Ag zeigten durchweg gute Ergebnisse, Cu/OSP ist nicht auf allen Substratmaterialien uneingeschränkt zu empfehlen und von Cu/Sn ist abzuraten. Diese Erkenntnisse ermöglichen insbesondere KMU die Herstellung hochqualitativer MID mit erhöhter Zuverlässigkeit und erweitert zudem das Anwendungsfeld im Bereich HF.

Forschungseinrichtungen

  1. Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Department Maschinenbau, Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)
  2. Hahn-Schickard Stuttgart

Weitere Informationen zum Projekt NimM3

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