Kupferbonddrähte für die Leistungselektronik

Dank der ausgezeichneten Eigenschaften von Heraeus - Kupferbonddrähten mit großem Durchmesser lassen sich neue technische Herausforderungen im Aufbau von Leistungselektronik bewältigen.

Kupferbonddrähte für die Leistungselektronik

Kupfer zeichnet sich als Verbindungsmaterial durch hervorragende Leitfähigkeits- und Durchbrennstromwerte aus. Das ermöglicht prinzipiell die Verwendung dünnerer Drähte als im Falle der Verwendung von Aluminiumdraht - was eine bessere Wärmeableitung zur Folge hat. Zudem ist Kupfer ein mechanisch stabiles Metall, mit der Folge stärkerer Drahtverbindungen und hoher Loop-Steifigkeiten.

Heraeus bietet dicke Kupferbonddraht in drei Hauptvarianten an: PowerCu, PowerCu Soft und als Hybridmaterial CucorAl (aluminiumplattierter Kupferdraht). Alle diese Sorten sorgen für außerordentlich hohe Zuverlässigkeiten und ermöglichen besonders robuste Bondverbindungen, die folglich hohen Temperaturen und mechanischen Belastungen standhalten können. Sie eignen sich ideal zum Lösen folgender Herausforderungen: Thermomanagement, Notwendigkeit einer hohen Robustheit, Miniaturisierung und Gewichtsreduzierung, Steigerung der Zuverlässigkeit. Sie ermöglichen das Energiemanagement in Hochspannungsmodulen und –systemen auch bei hohen Energiedichten und hohen Temperaturbelastungen.

Heraeus legt als Hersteller im Rahmen seines Kerngeschäfts ein besonderes Augenmerk auf dicke Bonddrähte verschiedener Materialien. Parallel dazu bieten wir auch Lot- und Sinterpasten, bondbare Substratmaterialien und andere Materialen für den Aufbau von Leistungselektronikprodukten an.

Heraeus - Kupferbonddrähte für die Leistungselektronik sind die Lösung, nach der Sie schon immer gesucht haben.

Ihre Vorteile auf einen Blick:

  • Optimale Bondbarkeit durch sehr niedrige Härte und sehr niedrigen mechnischen Verformungswiderstand
  • Einheitliche feinkörnige Struktur
  • Extrem hohe thermische Stabilität
  • Minimale elektrische Widerstandswerte
  • Sehr großes Bond-Prozessfenster
  • Hohe Produktivität: spezielle Heraeus-Spulen ermöglichen Extralängen
  • Hohe Zuverlässigkeit in Dauer- und Zuverlässigkeitstests, insbesondere in Kombination mit anderen fortschrittlichen Technologien für Die-Top-Connecting und Die-Attach.
  • Befolgung aller gesetzlichen Verordnungen, einschließlich REACH und RoHS

Automobil-Bereich

  • Motorsteuerungen (Motorsteuergeräte)
  • Getriebesteuerungen
  • Leistungselektronikmodule für Antriebe in Elektro- und Hybridfahrzeugen
  • Lichtmaschinensteuerung
  • SiC-(Siliziumkarbid)-Technologie zur Reduzierung elektrischer Leistungsverluste
  • Galliumnitrid-(GaN)-basierte Elektronik

Industrielle Leistungselektronik

  • Hochmoderne IGBT-Module für Antriebe, Stromwechselrichter und Netzteile
  • Wechselrichter für Wind- und Wasserenergie, Solarenergie und andere erneuerbare Energiequellen
  • Eisenbahnen und andere Transportarten


PowerCu Soft

PowerCu Soft-Bonddraht ist unser meistverkauftes Material für fortschrittliches Halbleiter-Packaging. Er hat eine ausgezeichnete Leistung in Anwendungen der nächsten Generation, die sowohl ausgesprochen robust als auch gegen Temperaturen bei 200 °C beständig sein müssen. In Lebensdauertests hält Heraeus PowerCu Soft-Bonddraht für Wedge-Anwendungen 10 bis 30-mal länger als eine konventionelle Aluminiumtechnologie. Seine Durchbrennstromwerte sind höher als die von Aluminiumdraht.

Factsheet PowerCu Soft


CucorAl (aluminiumplattierter Kupferdraht)

CucorAl-Bonddraht besteht aus einem Kupferkern mit äußerer Aluminiumplattierung als Verbundmaterial. Diese Materialmischung besitzt bessere elektrische und mechanische Eigenschaften als reines Aluminium, was in Form passiver Temperaturzyklus-Langezeittests, insbesondere aber durch Active-Power-Cycling-Tests nachgewiesen werden konnte. Dieser Hybrid-Draht enthält zwischen 60 und 70 Volumenprozent Kupfer. Er ist in Durchmessern von 200 μm bis 500 μm erhältlich. Die Al/Cu-Struktur bietet ein zuverlässiges Bondfenster ohne Veränderungen an der Chip-Metallisierung.

Factsheet CucorAl



Vergleich von Cu- und Al-Bonddrähten:

Properties Units Copper Aluminum
Melting Point °C 1083 658
Density g/cm3 8.9 2.7
Specific Heat (@ 20 °C) J/g K 0.386 0.900
Thermal Conductance kW/m2 K 39.4 22.2
Coefficient of Linear Thermal Expansion ppm/k 16.5 23.1
Electrical Resistivity (@ 20 °C) 10-8 Ω m 1.7 2.7
Electrical Conductivity (@ 20 °C) 107 / Ω m 5.88 3.65
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