Robuste Werkstoffe sind unverzichtbar

Seit über 90 Jahren beliefert Plansee die Elektronikindustrie. Die Anwendungen haben sich im Laufe der Zeit aus der analogen in die digitale Welt verschoben. Die Werkstoffe Molybdän und Wolfram jedoch sind weiterhin unverzichtbar.

In den 1920er-Jahren gehörten Elektronenröhren zu den ersten Anwendungen der jungen Elektronikindustrie, für die Plansee Bauteile aus Molybdän und Wolfram lieferte. Benötigt wurden die Röhren vor allem in der Radio- und Rundfunktechnik. Und noch bis in die 80er-Jahre waren die robusten Röhren bei der Übertragung von Telefongesprächen, für den Richtfunk, in UKW- und Fernsehsendern oder in Satelliten-Bodenstationen unentbehrlich. Aufgrund der hohen Anforderungen an die Sendeleistung der Röhren wurden Werkstoffe benötigt, die bei den extrem hohen Betriebstemperaturen elektrisch leitfähig, fest und formbeständig blieben und über eine geringe Wärmeausdehnung und einen niedrigen Dampfdruck verfügten.

Von der Röhre zum Halbleiter

Ab den 70er-Jahren waren die Werkstoffe Molybdän, Wolfram und Tantal zunehmend als Bauteile für das Wärmemanagement in der Leistungselektronik und im Halbleiterbau gefragt. Und bis heute sorgen Werkstoffeigenschaften wie eine ausgezeichnete Wärmeleitfähigkeit, ein
maßgeschneiderter thermischer Ausdehnungskoeffizient und eine hohe Materialreinheit bei Halbleiterbasisplatten, Wärmesenken oder Wärmespreizern für eine lange Lebensdauer von elektrischen Geräten.Auf den ersten Blick erscheint die Wärmeentwicklung in einem elektronischen Bauteil nicht dramatisch. Doch da die Wärmeübertragung unter anderem als Wärmestrom pro Fläche (Wärmestromdichte) berechnet wird, ist die Wärmestromdichte in vielen elektronischen Komponenten in der Tat extrem hoch und kann schon mal den Wert einer Raketendüse von rund 2.800 °C erreichen. Der thermische Ausdehnungskoeffizient ist ein weiterer kritischer Faktor für alle Halbleiter. Dehnen sich der Halbleiter und das darunterliegende Material bei Temperaturwechsel unterschiedlich aus, entstehen mechanische Spannungen. Sie beschädigen den Halbleiter oder beeinträchtigen die Verbindung zwischen Chip und Wärmespreizer. Die Plansee-Werkstoffe haben den optimalen Ausdehnungskoeffizienten für die Verbindung mit Halbleitern und Keramiken.
Heute sind Halbleiterbasisplatten von Plansee in Windkraftwerken, Zügen und großen Produktionsanlagen im Einsatz, zum Beispiel in Leistungshalbleitermodulen für Umrichter (Thyristoren) und Leistungsdioden. Als Träger für den sensiblen Halbleiter aus Silizium sorgen sie für eine Modul-Lebensdauer von mehr als 30 Jahren. Verschiedene Beschichtungen schützen die Werkstoffe von Plansee zudem vor Korrosion und verbessern die Lötverbindung zum Halbleiter.

Bis in die 80er-Jahre waren robuste Röhren mit Bauteilen aus Molybdän und Wolfram für die Übertragung im Richtfunk oder von Fernsehsignalen unentbehrlich.

Vom Röhrenfernseher zum Flachbildschirm

In den 80er- und 90er-Jahren, als der Farbfernseher mit Röhrentechnik technisch ausgereift war, entwickelte sich in Japan die junge Flachbildschirmindustrie. Hier war Plansee von Anfang an mit der Entwicklung, Fertigung und laufenden Optimierung von Sputtertargets ein wichtiger Lieferant. Sputtertargets sind Beschichtungswerkstoffe aus Molybdän, Wolfram und weiteren Legierungen und sorgen bis heute für entscheidende Funktionsschichten bei Dünnfilmtransistoren in TFT-LCD-Bildschirmen. Blitzschnell steuern sie die einzelnen Bildpunkte (Pixel) und sorgen damit für scharfe Bilder.
Für die Produktion dieser Sputtertargets hat Plansee komplexe Lieferketten aufgebaut und beherrscht alle Prozessschritte: Jedes Sputtertarget wird zu hundert Prozent bei Plansee gefertigt. Durch die Wolfram- und Molybdänhersteller GTP und Molymet ist die Versorgung mit diesen Beschichtungswerkstoffen langfristig gesichert. Die Plansee-Beschichtungsexperten sind in ständigem Austausch mit Universitäten und Forschungseinrichtungen und unterstützen mit ihrem Produkt- und Anwendungswissen die Entwicklung der Kundenanwendungen in Asien und der ganzen Welt.