La società tedesca Tresky ha presentato a Productronica 2023 diversi processi di pre-sinterizzazione metallica, tra cui il processo Die Transfer Film (DTF). Soprattutto per l'incollaggio di semiconduttori come IGBT, SiC MOSFET o GaN HEMT con Ag su substrati DBC o AMB o per il collegamento di moduli di potenza su dissipatori di calore, la sinterizzazione metallica offre una soluzione ad alte prestazioni con la massima affidabilità.
"La domanda e l'interesse per le nostre tecnologie di pre-sinterizzazione risultano importanti. L'interesse è molto alto, soprattutto nel settore della mobilità elettrica", spiega Daniel Schultze, amministratore delegato di Tresky GmbH.
Nella sinterizzazione, il chip viene incollato a un substrato utilizzando una pasta di sinterizzazione con l'ausilio di calore e pressione. In genere, si utilizzano paste di sinterizzazione di rame o argento. Durante il processo di sinterizzazione vero e proprio, le particelle metalliche sono legate tra loro da processi di diffusione. Il vantaggio è una migliore conducibilità termica, una maggiore durata e un'elevata stabilità termomeccanica. Queste proprietà sono fondamentali per l'elettromobilità e l'elettronica di potenza.
"L'efficienza energetica e l'economicità dei moduli sono definite essenzialmente dall'efficienza energetica e dalla durata di vita. Una tecnologia di assemblaggio e confezionamento all'avanguardia è la soluzione ai problemi odierni nella produzione di elettronica di potenza", spiega Schultze.
Nella sinterizzazione metallica, l'applicazione della pasta e il posizionamento del semiconduttore sono le fasi più importanti del processo. Per ottimizzare l'intero processo di sinterizzazione in termini di costi e tempi di ciclo, il team di Schultze ha sviluppato e implementato le proprie tecnologie di processo. Tresky utilizza il dispensatore di ugelli SQ, che consente un'applicazione molto omogenea e su vasta scala della pasta di sinterizzazione di argento o rame. Questo vale anche per le paste d'argento altamente tissotropiche. La pasta di sinterizzazione può quindi essere distribuita sul substrato in uno strato di altezza e larghezza definite in un'unica fase del processo. Per il controllo del processo, il deposito di pasta può essere misurato otticamente direttamente in macchina. La combinazione di SQ Nozzle, ottimizzazione del processo e pasta di sinterizzazione consente al team di Tresky di ridurre al minimo l'effetto dog-bone.
"Inoltre, abbiamo studiato il processo di trasferimento della pellicola per stampi (DTF, Die Transfer Film). Come parte di questa fase di sviluppo, abbiamo utilizzato un film ARGOMAX 8020 di Alpha", ha detto Schultze.
Un processo DTF inizia con la raccolta di un sottile strato di sinterizzazione d'argento, chiamato film di trasferimento, insieme al DIE. Il film utilizzato da Tresky ha un'elevata conducibilità termica ed elettrica, che lo rende perfetto per il processo di sinterizzazione. Nel processo messo a punto da Tresky, il DIE prelevato viene pressato nel film con una forza e una temperatura definite. Uno strato uniformemente spesso e definito di questo film rimane aderente al lato inferiore del DIE quando il componente viene successivamente sollevato per adesione. Il DIE così rivestito viene quindi posizionato sulla piastra Ag o Au del substrato DBC o AMB e introdotto nel processo di sinterizzazione. Dopo la sinterizzazione, si forma un legame di elevata purezza tra il componente e la superficie, che presenta un'eccellente conduttività termica ed elettrica.
Inoltre, il processo di pre-sinterizzazione di Tresky può essere combinato con altre opzioni, come la lavorazione dei wafer, la pressatura dei componenti con forze elevate fino a 350 N e la distribuzione di un agente di fissaggio per aiutare a posizionare e fissare il DIE sul substrato aggiunto alla pasta di sinterizzazione.
