Mikroelektronik für den militärischen Vorsprung: Tresky präsentiert robuste DIE Bonding- und Glasfasertechnologien für moderne Verteidigungssysteme
Mit zunehmender Digitalisierung und Automatisierung militärischer Systeme steigen die Anforderungen an elektronische Baugruppen hinsichtlich Belastbarkeit, Miniaturisierung und elektromagnetischer Störfestigkeit. Die Tresky GmbH, führender Anbieter von Präzisionslösungen für die Halbleiter-Montage, adressiert mit ihren DIE-Bonder-Systemen und Fertigungsdienstleistungen gezielt die Leistungsanforderungen der Sicherheits- und Verteidigungsindustrie. Weitere Informationen dazu gibt es im neuen Tresky White Paper: Advanced Microelectronic Packaging and Fiber Optics Technologies for the Military, Defense & Security Industries PDF (EN).
„Da moderne militärische Systeme immer kompakter, autonomer und softwaregesteuerter werden, wächst der Bedarf an robuster mikroelektronischer Integration und sicherer optischer Kommunikation exponentiell. In diesem Zusammenhang sind fortschrittliche mikroelektronische Aufbau- und Verbindungstechniken, Glasfasertechnologien und DIE Bonding nicht länger optional, sondern einsatzkritisch. Wir haben uns daher darauf spezialisiert, modernste DIE-Bonder-Lösungen und Fertigungsdienstleistungen anzubieten, die den besonderen Anforderungen dieser Sektoren gerecht werden“, erklärt Daniel Schultze, Geschäftsführer der Tresky GmbH.
In der modernen Verteidigungsindustrie ist hochspezialisierte Elektronik das Rückgrat fast aller militärischen Plattformen, von Kampfflugzeugen und Drohnen bis hin zu Lenkflugkörpern, Sensor- und Kommunikationssystemen und tragbaren Soldatensystemen. Eine Schlüsseltechnologie bei der Herstellung dieser Hochleistungselektronik ist das DIE-Bonden, d.h. die präzise und dauerhafte Verbindung von Halbleiterchips mit Trägersubstraten, Leiterplatten oder Gehäusen. Diese Verbindung muss mechanisch stabil, thermisch leitfähig und elektrisch zuverlässig sein, insbesondere unter den extremen Einsatzbedingungen militärischer Systeme.
Militärische Systeme müssen unter großer Hitze, hoher Luftfeuchtigkeit und starker mechanischer Belastung zuverlässig funktionieren. Mit DIE Bonding-Technologien wie Thermokompressionsbonden, Epoxy-Bonden, eutektisches Bonden sowie Sintern und Photonics Bonden lassen sich Verbindungen herstellen, die diesen Anforderungen standhalten. Die Wahl der Bonding-Methode beeinflusst dabei maßgeblich die thermische Leistung und die Zuverlässigkeit des Endgeräts. „Unsere DIE Bonder sind auf Präzision und Effizienz ausgelegt, wodurch Komponenten auch unter schwierigen Bedingungen zuverlässig und optimal funktionieren. Das ist entscheidend für Anwendungen wie Kommunikations- und Waffensysteme, bei denen jeder Ausfall schwerwiegende Folgen haben kann“, so Schultze.
Des Weiteren spielt die Materialauswahl eine entscheidende Rolle. So kann der Einsatz fortschrittlicher Materialien wie Silbersinterpasten beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit zusätzlich steigern. Mit Werten über 200 bis 250 W/mK eignen sich diese Pasten besonders für militärische Hochleistungssysteme, bei denen Zuverlässigkeit und Effizienz entscheidend sind. So wird das Wärmemanagement verbessert, das Risiko einer Überhitzung reduziert und die Leistung unter anspruchsvollen Bedingungen gesichert. „Das DIE-Bonden spielt zudem eine wichtige Rolle bei der Miniaturisierung moderner Verteidigungselektronik und ermöglicht die Entwicklung fortschrittlicher Systeme mit hoher Funktionalität und kompakter Bauweise“, führt Schultze weiter aus. Bei Anwendungen wie unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs), Lenkflugkörpern, tragbaren Funkgeräten und Assistenzsystemen für Soldaten wächst der Bedarf an maximaler Leistung auf kleinstmöglichem Raum. Der steigende Miniaturisierungsbedarf treibt die Einführung innovativer Montagetechnologien voran, wie z. B. die direkte Chipmontage, die den Bedarf an traditionellen Gehäusetechnologien eliminiert. Mit Packaging-Technologien wie Chip-on-Board (CoB) und System-in-Package (SiP) können Hersteller kompakte, hochintegrierte Baugruppen fertigen, die mehrere Funktionen in einem einzigen Modul vereinen. Die Bonding-Technologie erleichtert beispielsweise die Integration mehrerer DIEs (Halbleiterchips) zu einer kompakten Einheit, die eine effiziente Signalverarbeitung, Kommunikation und Stromversorgungssteuerung ermöglicht. Diese Integration spart nicht nur Platz, sondern steigert außerdem die Gesamtleistung und Zuverlässigkeit der Systeme.
Auch für Hochfrequenz- und Radaranwendungen, die im GHz-Frequenzbereich arbeiten, ist DIE-Bonding unverzichtbar. Systeme zur Aufklärung, Zielverfolgung und elektronische Kriegsführung stellen hohe Anforderungen an die elektrische Leistung, Signalintegrität und die Minimierung parasitärer Effekte. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist eine mikrometergenaue Positionierung der DIEs unerlässlich. Insbesondere bei Radarsystemen mit Active Electronically Scanned Arrays (AESA), Sende-/Empfangsmodulen und Satellitenkommunikationseinheiten ist die Qualität der DIE-Anbindung entscheidend. Fehler im Bonding-Prozess können zu erheblichen Leistungseinbußen führen und die Signalverarbeitung und -übertragung beeinträchtigen. Daher ist ein zuverlässiger DIE-Bonding-Prozesses essenziell für die Effektivität und Effizienz moderner Verteidigungselektronik.
Ferner spielt das DIE Bonden bei der Herstellung faseroptischer Technologien, die mittlerweile ein zentraler Bestandteil moderner Verteidigungssysteme sind, eine wichtige Rolle. Faseroptische Technologien ermöglichen eine schnelle, störungsfreie und sichere Datenübertragung selbst unter extremen Bedingungen und sind damit essenziell für vernetzte Gefechtsfelder, Sensorik, Kommunikations- und Waffensysteme. Ein großer Vorteil liegt in ihrer Immunität gegenüber elektromagnetischen Störungen und EMPs. Sie kommen unter anderem in Präzisionswaffen, LIDAR-Systemen, infrarotgestützten Zielerfassungen und in der „Fly-by-Light“-Steuerung moderner Flugzeuge und Fahrzeuge zum Einsatz. Auch in Drohnen, Aufklärungsflugzeugen sowie mobilen und stationären Kommandoeinrichtungen sorgen Glasfasersysteme für eine sichere Kommunikation und eine hohe Abhörsicherheit.
„Das DIE-Bonden muss höchsten Qualitätsstandards genügen, weshalb spezielle Systeme wie unsere DIE-Bonder eingesetzt werden. Zeitgleich entwickeln sich diese Prozesse ständig weiter. Fundiertes Fachwissen ist daher unerlässlich, um in der Verteidigungsindustrie einen zuverlässigen DIE-Bonding-Prozess sicherstellen zu können“, so Schultze. Insgesamt ist das DIE-Bonden weit mehr als nur ein Produktionsschritt. Es ist ein zentraler Bestandteil der modernen Militärelektronik und trägt maßgeblich zur Leistung, Kompaktheit, Robustheit und Lebensdauer von Systemen bei, die unter härtesten Einsatzbedingungen funktionieren müssen. Ohne diese zuverlässigen Prozesse könnten viele fortschrittliche Verteidigungssysteme nicht realisiert werden.
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