Entwicklung und Erprobung kaltgasgespritzter Schaltungsträger für Leistungselektronikanwendungen

Abstract:
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Prozesstechnologien für die Abscheidung von Leiterstrukturen auf Keramik- und Glassubstraten entwickelt und erprobt. Die mit Kaltgas gespritzten Schichten wurden werkstofftechnisch geprüft und sie zeigen gute Materialeigenschaften. Sie weisen dabei eine äußerst geringe Porosität, keine thermisch induzierte Phasenumwandlungen oder prozessbedingten Oxide und eine hohe Haftfestigkeit auf. Auch die Verarbeitung zu Baugruppen mit Standardprozessen wie Löten, Kleben und Dickdrahtbonden ist möglich. Die Temperaturschockbeständigkeit der neuen Substrate wurde in Temperaturwechselversuchen ermittelt und mit der Temperaturschockbeständigkeit der DCB-Substrate verglichen. Dabei wurden die Substrate sowohl passiv in Zweikammertemperaturschockanlage als auch aktiv in Power-Cycling-Versuchen an leistungselektronischen Funktionsmodulen getestet. Die durchgeführten Zuverlässigkeitsuntersuchungen haben gezeigt, dass die Charakteristische Lebensdauer der kaltgasgespritzten Substrate ca. 80 % der jeweiligen DCB-Substrate beträgt. Somit konnte nachgewiesen werden, dass die in Kaltgastechnologie hergestellten Substrate für leistungselektronische Anwendungen genutzt werden können.