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Thursday, February 25, 2010, Saal II 12:15 PM Substrate und Bauelemente II |
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Zuverlässigkeit von Substraten der Leistungselektronik gegenüber Temperaturzyklen im Vergleich |
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Alexander Roth* / Fraunhofer IISB
ZKLM, Deutschland Matthias Knörr / Fraunhofer IISB, ZKLM, Deutschland Marianna Ponomarenko/ Fraunhofer IISB, ZKLM, Deutschland |
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Leistungsmodule für Hybridfahrzeuge stellen herausragende Anforderungen hinsichtlich des thermischen Verhaltens, sowohl hinsichtlich des gewünschten thermischen Widerstands als auch der Beständigkeit gegenüber Temperatur¬exkursionen. Eine der Standardbauweise für Leistungsmodule ist der Einsatz von AlN-basierenden Substraten. Während bestehende Standardmodule diese Substrate mit AlSiC-Bodenplatten kombinieren, um so die gewünschte Standfestigkeit gegenüber Temperaturzyklen zu erreichen, bewerben neuere Ansätze Al2O3-basierende Keramiken mit Zirkon-Zusätzen vor dem Hintergrund die Materialkosten zu senken. Ein weiterer Ansatz ist der Ersatz von kupferbasierendem Leitermaterial durch aluminiumbasiertes vor dem Hintergrund signifikanter Verbesserungen im Zyklenverhalten. Bestehende und neuere Substrattechnologien einschließlich Aluminiumoxid mit Zirkonzusatz und Aluminium/AlN- sowie Si3N4-Substrate werden dargestellt; Resultate entsprechender Temperaturwechselversuche im Temperaturbereich -40°C / +150°C und die resultierenden Zuverlässigkeitsdaten und Versagensarten werden erörtert und mit den bestehenden Daten und Modellen abgeglichen. |