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Nanotechnologie, die verbindet

Der jährlich auf der Hannover-Messe verliehene Industriepreis „Hermes Award“ geht in diesem Jahr an die NanoWired GmbH für ihre innovative Verbindungstechnologie, mit der sich elektrische Bauelemente ganz einfach und bei Raumtemperatur fügen lassen.

Mit ihrem mechanischen Klettverschluss "KlettWelding" hat das 2017  gegründete Start-up-Unternehmen NanoWired nicht nur ein raffiniertes, sondern auch weltweit einzigartiges Verfahren zur schnellen, dauerhaften und umweltfreundlichen Verbindung für die Elektronikfertigung zur Anwendungsreife entwickelt. Die Experten der unabhängigen Jury des Hermes Award – allen voran Jury-Vorsitzender und Fraunhofer-Präsident Reimund Neugebauer – lobten die Lösung als eine herausragende Innovation: "Wir blicken hier auf ein weltweit neues Verfahren, das beispielsweise in den Marktsegmenten Sensorik, Halbleiter, Automobil oder auch im Konsumgüterbereich vielfältiges Einsatzpotenzial bietet. Besonders bei temperaturfreien Verbindungen könnten Produktionsprozesse perspektivisch von Löten auf Stecken umgestellt werden. Das vorgestellte Verfahren ist zudem kostengünstiger als Löten und Bonden und kommt in beinah zwanzig Industrieprojekten bereits wirtschaftlich erfolgreich zur Anwendung."

Grundlage der neuen Verbindungstechnik ist nach Angeben der Entwickler ihr sogenanntes NanoWiring – Hierbei wird über einen aktiven galvanischen Prozess ein metallischer Rasen auf beliebigen Oberflächen erzeugt. Ein Haar hat dabei typischer Weise eine Länge von 25 µm und einen Durchmesser von 1 µm. Für das Verbinden zweier Substrate stehen zwei auf NanoWiring aufbauende Technologien zur Verfügung. Das KlettWelding verbindet bereits bei Raumtemperatur zwei mit NanoWiring vorbereitete Substrate durch Zusammendrücken. Beim KlettSintering muss nur ein Substrat mit NanoWiring vorbereitet werden. Dafür werden während des Zusammenpressens ca. 210°C benötigt.

Mit KlettWelding lassen sich zwei mittels NanoWiring vorbereitete Substrate durch Zusammendrücken – beispielsweise mit 20 MPa – bei Raumtemperatur verbinden. Diese Kraft kann in Abhängigkeit der Bauteilgröße von handelsüblichen Bestückern bzw. FlipChip-Bondern aufgebracht werden. Großflächige Verbindungen werden mit elektromotorischen oder hydraulischen Kraftmaschinen hergestellt. Ebenfalls sei die Anwendung von einfachen Kniehebelpressen möglich, so die Entwickler. Auch nach der Lagerung von mehr als einem Jahr könne mittels KlettWelding-Aktivator problemlos die leistungsfähige KlettWelding-Verbindung hergestellt werden. Durch ihren kleinen Durchmesser verbinden sich die einzelnen Drähte instantan mechanisch und zusätzlich auf Atomgitterebene – ähnlich wie beim Kaltverschweißen.

Quelle: https://www.springerprofessional.de/verbindungstechnik/nanotechnologie/nanotechnologie--die-verbindet/16594804