Abstract No.:
7644

 Scheduled at:
Monday, September 19, 2022, TZ 4 und TZ 5 9:30 AM
Fügetechnik für die Elektromobilität I


 Title:
Substratangepasstes kombiniertes Laserstrahllöten- und schweißen von elektrischen Leistungsverbindern für die Leistungselektronik

 Authors:
Johanna Helm* / Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, D
Constantin Häfner / Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, D
Alexander Olowinsky/ Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT, D

 Abstract:
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines robusten Prozesses zur Kontaktierung von elektronischen Bauelementen und Leiterplatten in der Leistungselektronik, mit dem unterschiedliche Temperaturniveaus und Werkstoff-Belastungsgrenzen von Bauelementen und Verbindern mit einer gemeinsamen Systemtechnik, aber jeweils angepassten Prozessparametern abgedeckt werden können. Hierfür werden die beiden Fügeprozesse Schweißen und Löten in einem gemeinsamen Systemansatz kombiniert, sodass als Verbindermaterial ein sowohl löt- als auch schweißbares Bändchen verwendet werden kann. Je nach Aufbau der Verbindungsstellen und der Substrate kann sowohl die eine als auch die andere Verbindungstechnologie verwendet werden, jedoch ohne notwendigen Wechsel der Fügewerkzeuge. Die wesentliche technologische Herausforderung bei diesem kombinierten Ansatz besteht zum einen in der prozessangepassten Steuerung der zeitlichen und örtlichen Energiedeposition für beide Fügeprozesse und die verwendeten Verbindungswerkstoffe ohne die optische Systemtechnik und die Strahlquelle zu verändern und zum anderen in der schweißtechnischen Problematik des schmelzflüssigen Fügens von Werkstoffen mit stark unterschiedlichen Schmelzpunkten.
Im Rahmen dieses Vortrages werden die Projektergebnisse von KomBond vorgestellt. Diese umfassen die Auslegung und den Aufbau der Anlagentechnik, Definition und Auswahl der Versuchsmaterialien, simulationsgestützte Untersuchung der Wärmeausbreitung im Bauteil beim Laserstrahllöten und Laserstrahlschweißen, Parameterstudie zum Laserstrahlschweißen und Laserstrahllöten mit einem verzinnten Kupferbändchen sowie die Integration einer Prozesskontrolle und die Überführung der kombinierten Fügetechnik in die Anwendung.


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