Silvia Hertel, Fraunhofer Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS

Die elektrochemische Abscheidung (ECD) von Aluminium (Al) aus ionischen Flüssigkeiten (IL) wurde in den letzten zwei Jahrzehnten vielfach dokumentiert. Die verschiedenen IL-Systeme dienen meist als Korrosionsschutz.
Doch Aluminium ist mehr als ein guter Korrosionsschutz. Seine guten elektrischen und thermischen sowie die verarbeitungstechnischen Eigenschaften machen das Metall für Leiterplatten und Packaging attraktiv z.B. als Metallisierung für Sensoren und Aktoren.

In der Leiterplatte hingegen dominiert Kupfer (Cu) und seine Abschlussmetallisierungen Nickel/Gold (ENIG) oder Nickel/Palladium/Gold (ENEPIG). Für die Aufbau- und Verbindungstechnik (AVT) von Sensoren, Auswerteelektronik (ASIC/FPGA/PLD) und Leiterplatte gibt es mehrere Varianten – vom Löten, Kleben bis zum Drahtbonden. Derzeit werden elektrische Verbindungen zwischen den Komponenten oftmals mit Drahtbonds realisiert, wodurch die Bauelemente nebeneinander oder teils auch übereinander verdrahtet werden. Der Trend geht allerdings zur Stapelung von Sensor und IC mit der elektrischen Verbindung über Durchkontaktierungen. Eine einheitliche Metallisierung aller Komponenten könnte diffusionsinduzierte Bauteilausfälle vermeiden.

Der Beitrag veranschaulicht die Potenziale, Herausforderungen und mögliche Lösungen der Aluminiumabscheidung für Leiterplatten und Mikrosysteme. Es werden aktuelle Forschungsergebnisse mit Grundlagenuntersuchungen und der Anwendbarkeit des Prozesses gezeigt.

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