Silbersintertechnik: Fügeverbindung zwischen einer keramischen Leiterplatte und einer Bodenplatte
Heute startet das BMBF-Verbundprojekt "Technologieplattform für großflächige Wärmeabfuhr in elektronischen Leistungsmodulen". Ziele sind ein Verbindungswerkstoff, ein Verbindungsverfahren und eine Vorrichtung in Form einer industriellen Fügemaschine zur Verbindung von elektronischen Leistungsbaugruppen in E-Mobilantrieben. Das FuE-Zentrum hat letzten Monat einen Zuwendungsbescheid vom BMBF übersandt bekommen.
Die für 2022 angestrebte Energiewende erfordert ein hohes Maß an technologischer Weiterentwicklung im Bereich der Leistungselektronik. Durch höhere Stromdichten werden die Maximaltemperaturen in elektronischen Baugruppen stetig steigen. Hier stoßen aktuelle Lotverbindungen aus thermischer und thermo-mechanischer Sicht an ihre Grenzen.
Im Fokus des Teilvorhabens des Projektteams um Dr. Eisele, Professor am Institut für Mechatronik der FH Kiel, steht die Erforschung und die Entwicklung einer Fügeverbindung zwischen einer keramischen Leiterplatte und einer Bodenplatte in Silbersintertechnik. Dabei wird das technologische Ziel einer großflächig gesinterten Thermofluss-Verbindung verfolgt. Diese sorgt bei höheren Stromdichten für thermische und thermo-mechanische Entlastung im gesamten Aufbausystem der Leistungsbaugruppe, welches robustere und lebensverlängernde Eigenschaften zur Folge hat.
Damit setzt dieses Teilvorhaben auf den Stand der Technik auf, also des Sinterns von Halbleitern auf einer keramischen Leiterplatte, und erweitert diese Verbindungstechnologie um eine Ebene tiefer. So wird das gesamte Aufbau-und Verbindungssystem einer Leistungselektronik (vom Halbleiter bis zur Bodenplatte) optimiert und ist für hohe Stromdichten und damit für höhere Belastung tauglich. Zukünftige Verbindungsmaterialien müssen in einem Prozess zuverlässig verarbeitet werden können, sodass ein schneller technologischer Wechsel vollzogen werden kann. Dies kann nur durch die Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette erreicht werden.
Das BMBF fördert das Teilvorhaben mit Mitteln aus dem Bundeshaushalt mit 346.000 Euro. Verbundpartner im Projekt sind budatec GmbH, Nano-Join GmbH, Berliner Nanotest und Design GmbH und das Fraunhofer ENAS, Micro Materials Center. Die Zuwendung gilt für den Zeitrum 01.09.2017 bis 31.08.2020.