Mikroelektronische Bauelemente sind für die digitale Entwicklung von Gesellschaft und Industrie von entscheidender Bedeutung. Im Zentrum stehen hierbei die grundlegenden Megatrends Digitalisierung (Industrie 4.0), E-Mobilität, Miniaturisierung und steigendes Umweltbewusstsein. Ein derzeit stark limitierender Faktor für die schnelle Weiterentwicklung elektronischer Bauelemente ist die Aufbau- und Verbindungstechnik. Die konventionellen Technologien haben ihre Leistungsgrenzen erreicht und können die neuen Leistungsanforderungen nicht erfüllen. Die Technologien von NanoWired überwinden diese Barrieren und bewirken den nächsten Leistungsschub in der Elektronik. „Es erfordert neue Verbindungstechnologien, die die zukünftigen Leistungsanforderungen elektronischer Bauelemente erfüllen und den nächsten Leistungsschub in der Elektronik ermöglichen.“ So Olav Birlem, CEO der NanoWired GmbH.
Auf Basis von über 36 Patentanmeldungen wurden vor diesem Hintergrund vier neuartige, revolutionierende Aufbau- und Verbindungstechnologien entwickelt: NanoWiring, KlettWelding, KlettSintering, KlettGlueing. Kern dieser Technologien ist das Fügen von elektrischen Bauelementen mit Klettverschlüssen, die aus Nanometallrasen bestehen (Bild 1). Es können beliebige Oberflächen metallisch, thermisch und mechanisch stabil miteinander verbunden werden. NanoWiring erzeugt auf beliebigen Oberflächen (23 Grad) einen metallischen Rasen.
KlettWelding (Bild 2) realisiert die Verbindung von zwei mit NanoWiring vorbereiteten Substraten (23 Grad). KlettSintering ermöglicht die Verbindung mit nur einem mit NanoWiring vorbereiteten Substrat (150 Grad). KlettGlueing ermöglicht die Kontaktierung von zerbrechlichen Bauteilen mittels Klebstoff (23 Grad). Durch den Einsatz von KlettWelding-Tape können auch unbehandelte Substrate miteinander verbunden werden.
Die Technologien basieren auf einer sortenreinen Kupfer-, Nickel-, Platin-, Silber-, Zink-, Zinn- oder Gold-Verbindung. Sie bieten nicht nur eine höhere Wärmeleitfähigkeit, sondern auch den erforderlichen niedrigen Übergangswiderstand. Darüber hinaus ermöglicht die direkte Stapelung der Komponenten weitere geometrische Einsparpotenziale. Im Gegensatz zu allen anderen Verfahren handelt es sich beim KlettWelding und KlettSintering um ein trockenes Fügeverfahren. Es treten weder Spannungen durch Schrumpfung noch Kurzschlüsse durch Kapillarverbindungen auf. Mit KlettGlueing kann nun Leitkleben strukturiert und gleichzeitig mit einem metallischen Trockenverfahren durchgeführt werden.
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