Die-Attach-Klebstoffe (Die-Attach-Adhesives) werden mittlerweile in vielen wichtigen Branchen angewendet, darunter in der Elektronik- und Halbleiter-Branche, in der Luft- und Raumfahrt-Branche, in der Telekommunikations-Branche, in der Automobil-Branche, in der Medizintechnik-Branche oder etwa in der Unterhaltungselektronik-Branche.

Im folgenden Beitrag erklären wir, was Die-Attach-Klebstoffe sind, welche Arten es gibt, einige der wichtigsten Materialeigenschaften, was man bei der Auswahl des passenden Die-Attach-Klebstoffes beachten sollte, welche Herausforderungen und Lösungen bei Die-Attach-Klebstoffen bestehen und welche Industrienormen (Standards) unter anderem den Einsatz von Die-Attach-Klebstoffen regulieren.

Was sind Die-Attach-Klebstoffe?

Unter Die-Attach-Klebstoffen (aus dem Englischen: Die-Attach-Adhesives) versteht man Klebstoffe, mit denen Chips auf einem Substrat befestigt werden, also etwa auf einer Leiterplatte beziehungsweise auf einem Halbleiter.

Der Begriff «Die-Attach» kommt aus dem Englischen, wobei mit «Die» in der Halbleiter-Industrie ein einzelner ungehäuster Halbleiter-Chip gemeint ist. Die Bedeutung vom englischen Wort «attach» ist «befestigen».

Man unterscheidet insbesondere die folgenden Arten von Die-Attach-Klebstoffen:

  • elektrisch leitende Die-Attach-Pasten
  • nichtleitende Die-Attach-Pasten
  • Weichlotpaste und Weichlotdraht für Hochleistungsanwendungen (Die-Attach Soft Solder)
  • elektrisch leitende Die-Attach-Klebefolien
  • nichtleitende Die-Attach-Klebefolien
  • Vollsinter-Die-Attach-Klebstoffe
  • Halbsinter-Die-Attach-Klebstoffe

Auch der Klebstoff-Hersteller Henkel bietet Die-Attach-Klebstoffe an, und zwar sowohl als Pasten als auch als Klebefolien.

Lesen Sie auch unseren Artikel zum Die-Attach-Klebstoff von Henkel «Loctite Ablestik 84-1LMI (Die-Attach-Epoxy-Kleber)».

Materialeigenschaften

Welche Wirkung Die-Attach-Klebstoffe in der jeweiligen Anwendung haben, hängt unter anderem von den Materialeigenschaften dieser Klebstoffe ab, wobei zu den wichtigsten Materialeigenschaften von Die-Attach-Klebstoffen die Folgenden gehören:

  • Wärmeleitfähigkeit: Durch die Ableitung von Wärme wird die Überhitzung in Geräten verhindert; auch wärmeleitfähige Die-Attach-Klebstoffe können hier einen Beitrag gegen Überhitzung leisten.
  • thermischer Widerstand: Der thermische Widerstand, auch Wärmewiderstand genannt, gibt an, inwiefern etwa ein Klebstoff den Wärmefluss behindert. Der Wärmewiderstand ist der Kehrwert der Wärmeleitfähigkeit. Ein niedriger Wärmewiderstand reduziert also den Temperaturanstieg in Geräten.
  • elektrische Leitfähigkeit: Es gibt leitfähige Die-Attach-Klebstoffe, die leitfähige Materialien enthalten, und es gibt nicht-leitfähige Die-Attach-Klebstoffe, wobei es von der jeweiligen Anwendung abhängt, welche Art von Klebstoff man verwenden sollte.
  • Haftkraft: Die-Attach-Klebstoffe unterscheiden sich auch in Bezug auf ihre Haftfestigkeit. Wie fest ein Chip auf seinem Substrat mit Hilfe des Klebstoffes haften muss, hängt von der jeweiligen Anwendung ab.

Auswahl des passenden Die-Attach-Klebstoffes

Bei der Auswahl des zu der jeweiligen Anwendung passenden Die-Attach-Klebstoffes sollte man unter anderem folgende Punkte berücksichtigen:

  • Materialverträglichkeit: Der Die-Attach-Klebstoff muss sich sowohl mit den Materialien des Chips als auch mit den Materialien des Substrates vertragen, aber auch mit anderen Materialien, die eventuell zum Einsatz kommen, etwa Unterfüllmaterialien und Verkapselungsmaterialien.
  • spezifische Anforderungen der jeweiligen Anwendung: Für die Auswahl des richtigen Die-Attach-Klebstoffes ist auch entscheidend, für welche Anwendung genau er eingesetzt wird, wovon etwa die mechanischen, thermischen und elektrischen Anforderungen abhängen. Von der jeweiligen Anwendung hängt auch ab, ob eher eine Paste oder eine Klebefolie zum Einsatz kommen sollte.
  • langfristige Zuverlässigkeit: Bei der Auswahl des richtigen Die-Attach-Klebstoffes sollte man auch darauf achten, dass er unter den konkreten Einsatzbedingungen des Bauteils beziehungsweise des Gerätes langfristig zuverlässig ist. Dabei muss unter anderem berücksichtigt werden, inwiefern der Klebstoff gegenüber Umweltfaktoren beständig bleibt, also etwa gegenüber Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und chemischen Belastungen.

Herausforderungen und Lösungen bei Die-Attach-Klebstoffen

Es gibt verschiedene Herausforderungen, mit denen man beim Einsatz von Die-Attach-Klebstoffen konfrontiert sein kann, darunter die Folgenden:

  • Hohlraumbildung
  • Rissbildung
  • Delamination (Chipablösung)

Diese Ereignisse können unter anderem die Funktionalität und Langlebigkeit von Halbleiterbauelementen in Gefahr bringen.

Als Lösungen zur Bewältigung der Herausforderungen bieten sich folgende Massnahmen an:

  • Auswahl des richtigen Die-Attach-Klebstoffes
  • richtige Kontrolle etwa der Dosierparameter Temperatur, Druck und Dosiernadelgrösse
  • richtige Aushärtungsbedingungen, darunter richtige Temperatur, richtiger Druck und richtige Aushärtungszeit
  • Durchführung strenger Qualitätskontrollmassnahmen, etwa Untersuchungen mit Hilfe von Röntgen und Ultraschall, um Mängel frühzeitig zu entdecken

Industrienormen (Standards)

Es gibt verschiedene Industrienormen (Standards), die die Chipbefestigung mit Klebstoffen, und damit auch den Einsatz von Die-Attach-Klebstoffen, regulieren. Zu diesen Normen zählen die Folgenden:

MIL-STD-883

Standard vom US-Verteidigungsministerium unter anderem mit Testmethoden und Testverfahren für mikroelektronische Geräte; dieser Standard regelt auch Aspekte mit Bezug zur Chipbefestigung

ISO 16525-1:2014

Norm der Internationalen Organisation für Normung unter anderem mit Testmethoden für isotrope elektrisch leitfähige Klebstoffe

IPC-A-610

Standard vom American National Standards Institute (ANSI) unter anderem mit Sichtprüfungs-Anforderungen von Chipbefestigungs-Prozessen

Beratung zu Die-Attach-Klebstoffen

Der Schweizer Fachgrosshändler abovo ist seit über 15 Jahren autorisierter Distributor für den Henkel Adhesive Technologies-Bereich Henkel Elektronik (Henkel Electronic Material) und seit dem Jahr 2022 zusätzlich für den Henkel Industrie-Bereich.

Gerne beraten wir Sie zu Die-Attach-Klebstoffen und unterstützen Sie bei der Auswahl des zu Ihrer Anwendung passenden Die-Attach-Klebstoffes von Henkel.

Kontaktieren Sie unsere Henkel-Loctite-Experten einfach und unverbindlich telefonisch oder per E-Mail:

  • Telefonnummer: +41 32 552 44 44
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