Entwicklung eines innovativen SiC-Leistungsmoduls
Heute erhielt das FuE-Zentrum den Zuwendungsbescheid zum BMBF-Teilvorhaben "Gestapeltes Leistungsmodul auf Basis von organischen Isolationsfolien". Die Aktivitäten beginnen im September diesen Jahres und beschäftigen sich mit der Entwicklung einer hochbelastbaren Verbindungstechnik für Substrate, Halbleiter und Bodenplatten sowie mit der Substratherstellung auf Basis Kupfer-Leadframe mit organischer Isolation.
Das Ziel des Teilvorhabens ist die Entwicklung eines innovativen SiC-Leistungsmoduls auf Basis einer neuentwickelten Hochstrom-Kontaktierungstechnik und einem integrierten Leadframe-Stapelaufbau mit organischen Isolationsfolien. In diesem Teilvorhaben bringt das Projektteam um Dr. Eisele, Professor am Institut für Mechatronik der FH Kiel, sein breitgefächertes Know-how auf dem Gebiet der Aufbau- und Verbindungstechnik mit Halbleitern in der Anwendung der Silbersintertechnologie und der Verwendung von organischen Isolationsfolien sowie des Packagings ein.
Zunächst wird der Halbleiter auf Tauglichkeit für das Silbersinterverfahren untersucht. Dazu werden Werkstoffe untersucht, Verbindungsverfahren erforscht und der Halbleiter in einem strukturierten Prozessoptimierungsverfahren in die Prozessfähigkeit überführt. Im Anschluss daran wird an einem Einschritt-Laminationsverfahren aller leistungselektronischen Komponenten geforscht. Gegenfalls wird ein Zweischritt-Laminationsverfahren erforscht. Dies schließt die Auswahl und Untersuchung von organischen Isolationsfolien-Materialien ein, sowie die Findung von geeigneten Verfahrensparametern. Im Weiteren werden hybrid-metallische Bindeglieder, die die Halbleiter tragen, entwickelt, um die thermischen Dehnungsdifferenzen zwischen beiden Komponenten zu minimieren. Wenn die Bindeglieder Delaminationen nicht verhindern können, so wird im nächsten Schritt die Bodenplatte mit der Hybrid-Metall-Technik aufgebaut. Ferner werden Vergussmassen untersucht und eingesetzt.
Für die Fachhochschule Kiel besteht ein wesentlicher Aspekt des Verbundprojekts darin, technisch–wissenschaftliche Voraussetzungen zu schaffen, um im F&E-Bereich weiterhin an der Spitze der Entwicklung mitzuwirken, und weiterführende Impulse für zukünftige Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet zu geben. Das technisch-wissenschaftliche Know-how des Instituts für Mechatronik der Fachhochschule Kiel wird in bilateralen sowie öffentlich geförderten Projekten anderen Unternehmen, insbesondere dem Mittelstand, zur Verfügung gestellt. Dadurch wird ein erheblicher Beitrag zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit sowie zur Standortsicherung geleistet. Ferner werden der Wissenszuwachs und das erlangte neue technologische Know-how anderen Industriepartnern durch Schulungen und in Veröffentlichungen zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus wird die Fachhochschule Kiel von weiteren Forschungs- und Entwicklungsaufgaben profitieren, die zukünftig von den Projektpartnern oder weiteren Interessenten vergeben werden. Die Fachhochschule stärkt Ihre Position auf dem Gebiet fortschrittlicher Aufbau- und Verbindungstechnik in der Mechatronik und wird attraktiver für Studierende und zukünftige Projekte (oder Partner). Weiterhin werden Schutzrechtsanmeldungen und Folgeprojekte erwartet.
Das BMBF fördert das Teilvorhaben mit Mitteln aus dem Bundeshaushalt mit 363.000 Euro. Namhafte Verbundpartner im Projekt sind Siemens AG, Danfoss Silicon Power GmbH, F&K Delvotec Bondtechnik GmbH, Schuster Elektronik, Heraeus Deutschland GmbH & Co. KG und Fraunhofer ILT. Die Zuwendung gilt für den Zeitrum 01.09.2017 bis 31.08.2020.