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        Kupfersintern als Fügetechnologie für Leistungselektronik

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        Author(s)
        Schwarzer, Christian P. J.
        Language
        German
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        Abstract
        Die Entwicklung verlustarmer Leistungselektronik ermöglicht effiziente Elektromobilität und regenerative Energiesysteme. Mit den neuen, leistungsfähigeren Halbleitermaterialien wachsen auch die Anforderungen an das in der Leistungselektronik eingesetzte Fügematerial. Das sog. Silbersintern löst durch seine hervorragenden Materialeigenschaften und hohe Beständigkeit konventionelle Weichlote in leistungselektronischen Modulen ab. Die Verwendung von hochwertigen Silberpartikeln als Fügematerial führt allerdings auch zu gesteigerten Kosten für Leistungselektronik. In dieser Arbeit werden Kupferpartikel als Substitut für Silber in einem Fügematerial für Leistungselektronik untersucht. Die Eigenschaften der im Drucksintern erzeugten kupfernen Verbindungsschichten werden beschrieben. Die Auswertung der gesinterten Gefügestruktur, elektrischen Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit, thermischen Ausdehnung und mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit, Plastizität sowie Kriechverhalten ermöglichen die Einordnung des Kupfer-Sintermaterials gegenüber bestehenden Fügetechnologien. Der Einfluss der Prozessfaktoren (Druck, Temperatur und Prozesszeit) auf die Eigenschaften der gesinterten Kupferverbindung wird dargelegt und erlaubt die Bewertung der industriellen Umsetzbarkeit anhand eines Prozessfenster. In Alterungstests sowie passiven und aktiven Zuverlässigkeitstests wird das Potential von Kupfer als Fügematerial für Leistungselektronik der Zukunft gezeigt.
        URI
        https://library.oapen.org/handle/20.500.12657/108267
        Keywords
        Leistungselektronik; Ingenieurwissenschaften; Drucksintern; Maschinenbau; Verbindungstechnik; Fügetechnologien; Produktionstechnik; Kupfer
        DOI
        10.25593/978-3-96147-567-4
        ISBN
        9783961475674, 9783961475674, 9783961475667
        Publisher
        FAU University Press
        Publisher website
        https://www.university-press.fau.de/
        Publication date and place
        Erlangen, 2022
        Series
        FAU Studien aus dem Maschinenbau, 401
        Classification
        Energy technology and engineering
        Mechanical engineering
        Pages
        234
        Rights
        https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
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