Warum Aluminium ohne Schutzschicht in Kühlsystemen und der Leistungselektronik versagt

Aluminium stellt in der Leistungselektronik spezifische Anforderungen, die ohne gezielte Oberflächenbehandlung nicht erfüllt werden können.

• Aluminiumoxid (Al_2O_3) verhindert zuverlässige Lötverbindungen und erhöht den elektrischen Übergangswiderstand dauerhaft.

• Bei Kontakt mit Kupfer, Stahl oder Messing entsteht galvanische Korrosion.

• Unter Schraubdruck verformt sich Aluminium plastisch und führt zu Lichtbögen an Busbar-Kontakten.

• Kupferatome diffundieren ins Aluminium und bilden spröde intermetallische Phasen.

Chemisch Nickel auf Aluminium löst alle vier Herausforderungen mit einem Schichtsystem.

Vorteile von einer Chemisch Nickel (ENiP) Schutzschicht für Aluminium-Komponenten in Kühlsystemen und Leistungselektronik

Chemisch Nickel-Phosphor übernimmt mehrere Funktionen gleichzeitig. Je nach Anforderung an Lötbarkeit, Korrosionsschutz oder mechanische Stabilität wird das Schichtsystem gezielt abgestimmt.

Lötverbindungen und Bondfähigkeit

Chemisch Nickel bietet für Aluminium-Kühlsysteme eine metallisch reine Oberfläche für zuverlässige Lötverbindungen. Beim Löten entsteht eine intermetallische Phase (Ni_3Sn_4) für eine feste, stoffschlüssige Verbindung. Die harte Nickelschicht stabilisiert den Bondpad-Aufbau und kann so das Cratering-Risiko beim Drahtbonden reduzieren.

Korrosionsschutz und Diffusionsbarriere

High-Phos-Varianten mit mehr als 10 % Phosphor bilden eine amorphe Schicht ohne Korngrenzen. Die Schicht trennt das Aluminium von Kühlmedien, Vergussmassen und Klebstoffen und verhindert galvanische Korrosion bei Mischverbunden mit Kupfer, Stahl oder Messing.

Unsere Ausführungen

Wir bieten Chemisch Nickel auf Aluminium mit unterschiedlichen Zusatzsystemen wie PVD-Topschichten an, um Korrosionsschutz und Lötbarkeit optimal miteinander zu verknüpfen.

Elektrische Kontaktstabilität

Die Nickelschicht verhindert die Rückbildung der hochohmigen Aluminiumoxidschicht. Der elektrische Übergangswiderstand bleibt dauerhaft minimal. Bei Busbar-Kontakten verhindert sie das Kriechen des Aluminiums unter Schraubdruck.

Gleichmäßige Schichtdicke und Maßhaltigkeit

Der außenstromlose Prozess sorgt für eine gleichmäßige Schichtdicke von 3,0–6,0 µm, auch in Sacklöchern, Gewinden und komplexen Kühlstrukturen. Das Verfahren eignet sich für Bauteile mit engen Toleranzen, Passflächen und Dichtsitzen.