DE102007006125B3

DE102007006125B3 - Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen und Anordnung von Bauelementen

Info

Publication number: DE102007006125B3
Application number: DE200710006125
Authority: DE
Inventors: Harald Dr. Böttner; Joachim Dr. Nurnus; Mike Benkendorf
Original assignee: Micropelt GmbH
Current assignee: MICROPATENT B.V., NL
Priority date: 2007-02-02
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2008-10-16
Anticipated expiration: 2027-02-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen, wobei ein Lotmaterial zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement derart angeordnet wird, dass über das Lotmaterial ein Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement entsteht. Erfindungsgemäß ist das Lotmaterial ein flüssiges metallisches Material. Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Wärmekontaktes unter Verwendung eines Lotmaterials, das ein duktiles metallisches Material aufweist. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Anordnung aus Bauelementen, die zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement ein Lotmaterial aufweist, wobei das Lotmaterial erfindungsgemäß im Wesentlichen ein flüssiges metallisches Material oder ein duktiles metallisches Material aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20 sowie ein Verfahren nach Anspruch 22. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Anordnung aus Bauelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
Das Problem, eine gute Wärmeableitung zwischen Bauelementen zu ermöglichen, besteht in vielen Bereichen der Technik. Insbesondere im Bereich der Elektronik ist die Ableitung von Verlustwärme eine an Bedeutung gewinnende Aufgabe, da die Dimensionen der Strukturen elektronischer Bauelemente abnehmen, womit ein Anstieg der von den Bauelementen erzeugten Verlustwärme pro Fläche verbunden ist. Für kommende Generationen von Rechner-CPUs wird mit einer Verlustwärme von etwa 300 W/cm² gerechnet.
Eine besondere Schwierigkeit bei der Herstellung eines ausreichenden Wärmekontaktes (d. h. eines Kontaktes mit ausreichend geringem thermischen Widerstand) zwischen Bauelementen ist, dass die in Wärmekontakt zu bringenden Bauelemente zumeist stark unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten aufweisen.
Für die Wärmeankopplung von CPUs an eine Wärmesenke zur Ableitung von Verlustwärme werden derzeit so genannte Thermal-Interface-Materialien (TIM) unterschiedlicher Art eingesetzt. Diese Materialien weisen jedoch zum einen insbesondere im Hinblick auf kommende CPU-Generationen keine ausreichende thermische Leitfähigkeit auf und bewirken zum anderen eine starre Verbindung zwischen den in Wärmekontakt zu bringen den Bauelementen. Aufgrund der z. B. im Fall von Silizium und Kupfer sehr großen Unterschiede in den thermischen Ausdehnungskoeffizienten führt eine starre Verbindung zu starken Verspannungen. Dies ist z. B. bei Ankopplung eines CPU-Chips und einer aus Kupfer gebildeten Wärmesenke problematisch.
Eine Anordnung bzw. ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung, die ein flüssiges metallisches Lot zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement aufweist, ist aus der US 6 665186 B1 bekannt. Als Material für das Lot wird u. a. Galinstan genannt.
Zudem ist eine Anordnung bzw. ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung, die ein duktiles metallisches Material als Lot zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement aufweist, in der US 7 081 669 B2 offenbart.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, einen Wärmekontakt zwischen Bauelementen zu ermöglichen, ohne die Bauelemente starr zu verbinden.
Dieses Problem wird von dem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1, dem Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 20, dem Verfahren nach Anspruch 22 sowie durch die Anordnung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 25 gelöst. Besonders vorteilhafte und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach ist ein Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen gegeben, wobei ein flüssiges metallisches Lotmaterial zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement derart angeordnet wird, dass über das Lotmaterial ein Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement gebildet wird. Dabei umfasst das Anordnen des Lotmaterials die folgenden Schritte:

– Erzeugen einer ersten, Gallium und Zinn aufweisenden Schicht auf dem ersten Bauelement;
– Erzeugen einer zweiten, Indium und Zinn aufweisenden Schicht auf dem zweiten Bauelement;
– zumindest abschnittsweises Inverbindungbringen der ersten mit der zweiten Schicht.

Eine metallische Flüssigkeit besitzt zum einen eine im Vergleich mit herkömmlichen zur Herstellung eines Wärmekontaktes verwendeten Lotmaterialien sehr hohe Wärmeleitfä higkeit. Mit metallischen Flüssigkeiten lassen sich thermische Übergangswiderstände < 10^–3 Kcm²/W erzielen. Zum anderen erzeugt eine Flüssigkeit als Lotmaterial zwischen den in Wärmekontakt zu bringenden Bauelementen keine starre Verbindung zwischen den Bauelementen, sondern nimmt thermisch bedingte (aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten der in Wärmekontakt zu bringenden Bauelemente) Verspannungen auf.
Besonders bevorzugt ist die metallische Flüssigkeit eine Mischung aus Gallium, Indium und Zinn. Eine derartige Mischung ist insbesondere geeignet, ein Silizium-Bauelement mit einem Kupfer aufweisenden Bauelement in Wärmekontakt zu bringen. Dabei kann es sich bei dem Silizium-Bauelement z. B. um einen CPU-Chip und bei dem Kupferbauelement um eine aus Kupfer gebildete Wärmesenke handeln.
Die Materialien Silizium und Kupfer weisen sehr große Unterschiede in ihren thermischen Ausdehnungskoeffizienten auf (Si: 3·10^–6 K^–1, Cu: 15·10^–6 K^–1), weshalb eine thermische Verbindung dieser beiden Bauelemente über herkömmliche Lotmaterialien besonders problematisch ist. Mit der erfindungsgemäßen Verwendung einer metallischen Flüssigkeit, die Gallium, Indium und Zinn aufweist oder aus diesen Elementen gebildet sein kann, ist eine Möglichkeit gegeben, diese Materialien mit geringem thermischen Übergangswiderstand zu koppeln, ohne eine starre Verbindung zwischen ihnen zu erzeugen. Das Lotmaterial steht hier mit dem Silizium des Silizium-Bauelementes und mit dem Kupfer der Wärmesenke in Kontakt.
Ein CPU-Chip als ein in Wärmekontakt zu bringendes Bauelement ist nur beispielhaft erwähnt. Das Bauelement kann eine beliebige Komponente sein, z. B. auch ein thermoelektrisches Bauelement (Peltier-Kühler), ein mikromechanisches Bauelement oder ein sonstiges elektronisches oder elektrisches Bauteil. Beispielsweise können die zu verbindenden Bauelemente insbesondere auch passive Komponenten sein, wie z. B. die oben bereits erwähnte Wärmesenke.
Als metallische Flüssigkeit wird bevorzugt ein Material gewählt, das bei Raumtemperatur flüssig ist. Des Weiteren kommt bevorzugt ein Material zum Einsatz, das bis zu –10°C, insbesondere bis –40°C, flüssig ist. Derartige Materialien können, müssen aber nicht, gleichzeitig auch bei Raumtemperatur flüssig sein.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das metallische Material einen Gallium-, Indium- und Zinnanteil aufweist, der dem Anteil dieser Elemente in dem Material Galinstan^® der Firma Geratherm entspricht (68.5% Ga, 21.5% In, 10% Sn). Das Material Galinstan^® wurde von der Firma Geratherm als Ersatz für das giftige Quecksilber in Fieberthermometern entwickelt. Andere Anwendungen des Materials sind von Geratherm nicht vorgesehen. Insbesondere ist eine Verwendung für eine thermische Anbindung von Bauelementen kein geplantes Anwendungsgebiet der Firma Geratherm.
Es konnte gezeigt werden, dass sich eine Temperaturdifferenz zwischen Kalt- und Warmseite eines Peltier-Kühlers (der Firma Micropelt) um ca. 15% von 42 auf 48 K erhöht, wenn statt der üblichen Wärmeleitpaste das Material Galinstan^® als wesentlicher Bestandteil der thermischen Verbindung (in diesem Fall zwischen Silizium des Peltier-Kühlers und Kupfer einer Wärmesenke) verwendet wird.
Das Inverbindungbringen der ersten und der zweiten Schicht erfolgt insbesondere durch eine Temperaturerhöhung im Bereich der ersten und zweiten Schicht, beispielsweise durch einen Temperschritt.
Die erste Schicht ist aus einer Mischung aus Gallium und Zinn gebildet. Eine alternative Herstellung der ersten Schicht besteht darin, auf dem ersten Bauelement eine Gallium- und eine Zinnschicht oder mehrere Gallium- und Zinnschichten auszubilden, die abwechselnd übereinander angeordnet sind (z. B. durch einen Vakuumprozess wie thermisches Aufdampfen, Elektronenstrahlaufdampfen oder Sputtern).
Die zweite Schicht ist aus einer Mischung aus Indium und Zinn gebildet. Alternativ kann jedoch analog zur ersten Schicht die zweite Schicht auch durch Erzeugen einer Indium- und einer Zinnschicht oder mehrerer abwechselnd übereinander angeordneter Indium- und Zinnschichten gebildet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weisen die erste und die zweite Schicht zusammen einen Gesamtanteil von Gallium, Indium und Zinn auf, der dem Anteil dieser Elemente in dem Material Galinstan^® der Firma Geratherm entspricht. In dieser Ausgestaltung wird durch das Inverbindungbringen der beiden Schichten (insbesondere unter Temperatureinwirkung) ein flüssiges Lotmaterial hergestellt, über das das erste und das zweite Bauelement in Wärmekontakt stehen.
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die erste und/oder die zweite Schicht strukturiert werden, bevor sie miteinander in Verbindung gebracht werden. Hierdurch lässt sich in einer festen Phase des Lotmaterials (d. h. in der ersten bzw. der zweiten Schicht) eine Struktur erzeugen, um das durch Inkontaktbringen der ersten mit der zweiten Schicht erzeugte Flüssiglot räumlich genau zu positionieren und zu dosieren.
In einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren angegeben, wonach ein Lotmaterial, das ein duktiles metallisches Material aufweist, zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement derart angeordnet wird, dass über das Lotmaterial ein Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement gebildet wird, wobei das Anordnen des Lotmaterials die folgenden Schritte umfasst:

– Erzeugen einer ersten Schicht auf dem ersten Bauelement;
– Erzeugen einer zweiten Schicht auf dem zweiten Bauelement;
– zumindest abschnittsweises Inverbindungbringen der ersten mit der zweiten Schicht.

Die erste Schicht weist Nickel und die zweite Schicht Nickel und Indium auf.
Ein duktiles Material ist ein Feststoff, der sich durch die Eigenschaft auszeichnet, durch mechanische Einwirkung verformbar zu sein. Duktile Stoffe können insbesondere ohne thermische Einwirkung plastisch verformbar sein. Somit ist ein duktiles metallisches Material als Lotmaterial einerseits ein guter Wärmeleiter und nimmt andererseits durch seine Verformbarkeit zwischen den Bauelementen auftretende Wärmespannungen auf.
Dieses Verfahren entspricht dem oben beschriebenen Herstellen eines aus einer metallischen Flüssigkeit gebildeten Lotmaterials durch Ausbilden und Inverbindungbringen von Materialschichten. Allerdings wird im Unterschied zu obigem Verfahren keine Flüssigkeit sondern ein duktiles Material erzeugt.
Zum Erzeugen der zweiten Schicht wird bevorzugt eine Nickelschicht zwischen dem zweiten Bauelement und einer Indiumschicht angeordnet.
Wird das erste Bauelement mit dem zweiten Bauelement in Verbindung gebracht, kommt die Nickelschicht des ersten Bauelementes in Kontakt mit der Indiumschicht des zweiten Bauelementes. Im Falle eines herzustellenden Wärmekontaktes zwischen einem Silizium-Bauteil und einem Kupfer-Bauteil wird auf dem Silizium (etwa eines CPU-Chips) und auf dem Kupfer (z. B. einer Wärmesenke) eine Nickelschicht erzeugt. Auf der auf dem Kupfer erzeugten Nickelschicht wird zusätzlich eine (plastische) Indiumschicht abgeschieden.
Diese Variante ist vorteilhaft, da Nickel sowohl auf Silizium als auch auf Kupfer gut haftet und auch Indium eine gute Haftung zum Nickel aufweist. Somit dient das Nickel als Haftvermittler, während das Indium eine duktile Zwischenschicht zwischen den miteinander in Wärmekontakt zu bringenden Bauelementen bildet. Auch beim Erwärmen dieses Nickel-Indium-Nickel-Lotmaterials ist eine gute Haftung gegeben. Des Weiteren ist Nickel und Indium (zumindest im interessierenden Temperaturbereich) nicht miteinander mischbar. Somit bleibt im Verbund Ni-In-Ni die ausschlaggebende gute thermische Leitfähigkeit des Indiums (82 W/mK) erhalten.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das duktile Lotmaterial nicht aus Nickel-Indium sondern aus Titan-Platin und Indium erzeugt. Hier bildet das Indium wiederum eine duktile Zwischenschicht, während das Titan als Haftvermittler dient, wobei Titan zu unterschiedlichen Oberflächen eine gute Haftung aufweist, z. B. zu Si bzw. SiO₂-Oberflächen etwa eines CPU-Chips oder zu Kupfer etwa einer Wärmesenke. Das zusätzlich vorgesehene Platin dient als Diffusionssperre gegen das Eindiffundieren von Indium in den Oberflächenbereich der Bauelemente. Zur Herstellung der ersten Schicht (auf dem ersten Bauelement) wird eine Titanschicht zwischen dem ersten Bauelement und darüber eine Platinschicht angeordnet. Auf dem zweiten Bauelement wird ein Schichtsystem Ti-Pt-In erzeugt und die erste und die zweite Schicht werden miteinander in Verbindung gebracht.
Die Erfindung umfasst des Weiteren eine Anordnung aus Bauelementen, die zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement ein Lotmaterial zum Herstellen eines Wärmekontaktes zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement aufweist. Das Lotmaterial weist ein duktiles metallisches Material auf und ist im Wesentlichen aus einem Schichtsystem Ni-In-Ni oder aus einem Schichtsystem Ti-Pt-In-Pt-Ti gebildet.
Insbesondere ist das erste Bauteil ein CPU-Chip und das zweite Bauteil eine Kupfer aufweisende oder aus Kupfer gebildete Wärmesenke. Das duktile Material weist Indium auf, wobei das Bilden des Lotmaterials bevorzugt durch eines der oben beschriebenen Verfahren erfolgt.
Die Erfindung im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figur genauer erläutert. Die Figur zeigt eine Variante der erfindungsgemäßen Anordnung.
Die Figur stellt eine CPU-Vorrichtung 1 dar, die einen CPU-Chip 2 sowie eine Kühlanordnung 3 zur Kühlung der CPU 2 aufweist. Die Kühlanordnung 3 wiederum umfasst ein erstes Bauelement in Form eines Hochleistungs-Peltierkühlers 31, der über ein Thermal-Interface-Material 32 mit der CPU 2 in Wärmekontakt steht. Das Thermal-Interface- Material (TIM) ist ein herkömmliches Material, das zur Wärmeankopplung verwendet werden kann.
Der Hochleistungs-Peltierkühler 31 ist ein miniaturisierter (das heißt mikrotechnologisch hergestellter) Peltierkühler, der im Bereich eines „Hot-Spots" 21 der CPU 2 angeordnet ist. Dadurch, dass der miniaturisierte Kühler 31 gezielt im Bereich eines besonders wärmeabgebenden „Hot-Spots" der CPU 21 angebracht ist, wird eine besonders effiziente Kühlung der CPU erreicht. Der Peltier-Kühler 31 wird über einen Leadframe 5 und einen an den Leadframe 5 angebondeten Draht 51 mit Strom versorgt.
Die Kühlanordnung 3 weist des Weiteren ein zweites Bauelement in Form eines Kühlkörpers 33 (Wärmesenke) auf, wobei der Kühlkörper 33 ist als „integrated heat spreader" (IHS) ausgebildet ist. Der IHS 33 nimmt Wärme vom Peltier-Kühler 31 auf und führt sie ab. Als Wärmekontakt zwischen dem Peltier-Kühler und dem IHS 33 ist zwischen einer der CPU 2 abgewandten Seite des Peltier-Kühlers 31 und dem IHS 33 ein Lotmaterial in Form eines Flüssiglotes 4 angeordnet. Das Flüssiglot weist zum Beispiel Indium und Gallium auf, wodurch ein Wärmekontakt mit einem im Vergleich zu einem TIM geringem thermischen Widerstand ermöglicht wird, ohne dass eine starre Verbindung des Peltier-Kühlers mit dem IHS entsteht.
Der IHS 33 ist an seiner Außenseite mit einer Nickel-Beschichtung 331 versehen, die sich insbesondere im Bereich einer dem Peltier-Kühler 31 zugewandten Seite 332 erstreckt. Der IHS 33 weist des Weiteren im Bereich des Peltier-Kühlers 31 eine als Aussparung ausgebildete Aufnahme 333 auf, in der ein Abschnitt des Peltier-Kühlers 31 sowie das Flüssiglot 4 angeordnet sind.
Auch wenn in diesem Beispiel nur ein einzelner Peltier-Kühler 31 vorgesehen und entsprechend nur eine einzelne Aufnahme 333 in dem IHS 33 vorhanden ist, können natürlich auch mehrere Kühler vorgesehen werden, wobei die Anzahl der Kühler sich z. B. nach der Zahl der zu kühlenden Hot-Spots der CPU richten kann.
Des Weiteren wird darauf hingewiesen, dass im Beispiel der Figur zur Ankopplung der kühlenden (dem CPU-Chip 2 zugewandten) Seite 313 des Peltier-Kühlers 31 und dem CPU-Chip 2 zwar ein herkömmliches TIM-Material angeordnet ist. Alternativ kann an Stelle des TIM-Materials auch ein Flüssiglot (wie zwischen dem IHS 33 und dem Peltier-Kühler 31) vorgesehen sein. Darüber hinaus ist ebenso möglich, an Stelle des Flüssiglots ein Lotmaterial zu verwenden, das ein duktiles (also nicht flüssiges) Material aufweist, wie zum Beispiel Indium.

1: CPU-Vorrichtung
2: CPU-Chip
21: Hot Spot
3: Kühlanordnung
31: Peltier-Kühler
311: abgewandte Seite
313: zugewandte Seite
32: TIM-Material
33: IHS
331: Außenseite
332: Peltier-Kühler zugewandte Seite
333: Aufnahme
4: Flüssiglot
5: Leadframe
51: Bonddraht

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen, wobei ein flüssiges metallisches Lotmaterial zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement derart angeordnet wird, dass über das Lotmaterial ein Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Anordnen des Lotmaterials die folgenden Schritte umfasst: – Erzeugen einer ersten, Gallium und Zinn aufweisenden Schicht auf dem ersten Bauelement; – Erzeugen einer zweiten, Indium und Zinn aufweisenden Schicht auf dem zweiten Bauelement; – zumindest abschnittsweises Inverbindungbringen der ersten mit der zweiten Schicht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauelement ein aktives elektronisches Bauelement ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauelement ein thermoelektrisches Bauelement (31) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Bauelement ein aktives oder passives elektronisches Bauelement (33) ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauelement ein Silizium-Bauelement und das zweite Bauelement eine Kupfer aufweisende Wärmesenke ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial derart angeordnet wird, dass es in Verbindung mit einem Metall aufweisenden Bereich des ersten Bauelementes und einem Metall aufweisenden Bereich des zweiten Bauelementes steht.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial derart angeordnet wird, dass es in Verbindung mit einem Metall aufweisenden Bereich des ersten Bauelementes und dem Kupfer des zweiten Bauelementes steht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige metallische Material (4) bei Raumtemperatur flüssig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige metallische Material (4) unterhalb von –10°C flüssig ist.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige metallische Material (4) bis zu einer Temperatur von –40°C flüssig ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige metallische Material (4) eine Mischung aus Gallium, Indium und Zinn aufweist.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige metallische Material (4) einen Gallium-, Indium- und Zinnanteil aufweist, der dem Anteil dieser Elemente in dem Material Galinstan^® der Firma Geratherm entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht aus einer Mischung aus Gallium und Zinn gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht aus einer Gallium- und einer Zinnschicht oder aus mehreren abwechselnd übereinander angeordneten Gallium- und Zinnschichten gebildet wird.
Verfahren nach einem der einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht aus einer Mischung aus Indium und Zinn gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Schicht aus einer Indium- und einer Zinnschicht oder aus mehreren abwechselnd übereinander angeordneten Indium- und Zinnschichten gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder die zweite Schicht strukturiert werden, bevor sie miteinander in Verbindung gebracht werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Inverbindungbringen der ersten mit der zweiten Schicht unter Temperaturerhöhung im Bereich der ersten und der zweiten Schicht erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Schicht zusammen einen Gesamtanteil von Gallium, Indium und Zinn aufweisen, der dem Anteil dieser Elemente in dem Material Galinstan^® der Firma Geratherm entspricht.
Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen, wobei ein Lotmaterial, das ein duktiles metallisches Material aufweist, zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement derart angeordnet wird, dass über das Lotmaterial ein Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement gebildet wird, wobei das Anordnen des Lotmaterials die folgenden Schritte umfasst: – Erzeugen einer ersten Schicht auf dem ersten Bauelement; – Erzeugen einer zweiten Schicht auf dem zweiten Bauelement; – zumindest abschnittsweises Inverbindungbringen der ersten mit der zweiten Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht Nickel und die zweite Schicht Nickel und Indium aufweist.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der zweiten Schicht eine Nickelschicht zwischen dem zweiten Bauelement und einer Indiumschicht angeordnet wird.
Verfahren zum Herstellen einer Anordnung aus Bauelementen, wobei ein Lotmaterial, das ein duktiles metallisches Material aufweist, zwischen einem ersten und einem zweiten Bauelement derart angeordnet wird, dass über das Lotmaterial ein Wärmekontakt zwischen dem ersten und dem zweiten Bauelement gebildet wird, wobei das Anordnen des Lotmaterials die folgenden Schritte umfasst: – Erzeugen einer ersten Schicht auf dem ersten Bauelement; – Erzeugen einer zweiten Schicht auf dem zweiten Bauelement; – zumindest abschnittsweises Inverbindungbringen der ersten mit der zweiten Schicht, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen der ersten Schicht eine Titanschicht zwischen dem ersten Bauelement und einer Platinschicht und zum Erzeugen der zweiten Schicht ein Schichtsystem Titan-Platin-Indium auf dem zweiten Bauelement angeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Inverbindungbringen der ersten mit der zweiten Schicht unter Temperaturerhöhung im Bereich der ersten und der zweiten Schicht erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das duktile metallische Material eine nicht-eutektische Mischung ist.
Anordnung aus Bauelementen, die insbesondere gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche gebildet ist, mit einem ersten und einem zweiten Bauelement, zwischen denen ein Lotmaterial zum Herstellen eines Wärmekontaktes angeordnet ist, wobei das Lotmaterial ein duktiles metallisches Material aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lotmaterial im Wesentlichen aus einem Schichtsystem Ni-In-Ni oder aus einem Schichtsystem Ti-Pt-In-Pt-Ti gebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Bauelement ein Siliziumbauteil und das zweite Bauelement ein Kupfer aufweisendes Bauteil ist.
Anordnung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliziumbauteil ein Peltier-Kühler (31) ist.
Anordnung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Siliziumbauteil ein CPU-Chip ist und das Kupfer aufweisende Bauteil eine Wärmesenke ist.