Elektronischer Klettverschluss

Elektronischer Klettverschluss

etit-Wissenschaftler entwickeln neuartige Verbindungstechnologie für Mikrochips

In der Mikroelektronik geht der Trend dahin, in einem Gehäuse eine Vielzahl von Chips zu stapeln. Während die Elektronik selbst immer leistungsfähiger wird, werden zum elektrischen Verbinden der Chips seit Jahrzehnten dieselben Technologien, Bonden, Löten und Kleben, verwendet. Bei etit wurde am Institut für Elektromechanische Konstruktionen ein Verfahren entwickelt, mit dem sich einzelne Chips wie mit einer Art Klettverschluss zusammenfügen lassen. Das Verfahren ist nicht nur sehr preiswert, sondern erschließt auch völlig neue Anwendungsmöglichkeiten.

 
Die Struktur eines „Nano-Klettverschlusses“ in der Aufnahme eines Elektronenmikroskopes
Die Struktur eines „Nano-Klettverschlusses“ in der Aufnahme eines Elektronenmikroskopes

Die von den Darmstädtern entwickelte Verbindungstechnologie funktioniert ähnlich wie ein Klettverschluss: Kontaktpads werden mit einem Rasen aus Metall-Nanodrähten beschichtet. Um die Chips zu verbinden, müssen sie nur aufeinander gedrückt werden. Hohe Temperaturen, lange Aushärtezeiten oder extreme mechanische Belastungen durch hohe Drücke und Ultraschall entfallen vollständig. Die Herstellung der Drähte ist dabei nicht aufwändiger als die Herstellung konventioneller Löt-Bumps.

 

Das Verfahren, das auf galvanischer Abscheidung basiert, erlaubt es, tausende Kontakte auf kleinstem Raum bei hoher Festigkeit und exzellenter Leitfähigkeit zu realisieren. Nach dem Zusammenfügen ist die Verbindung außerordentlich haltbar und hochtemperaturfest. Die gekletteten Bauteile können daher beispielsweise auch extremer Umgebungshitze ausgesetzt werden oder sich stark erwärmen: Bedingungen unter denen herkömmliche Löt- oder Klebeverbindungen längst zerstört werden.


Sebastian Quednau, Helmut Schlaak, sas, has