Investigation of the lifetime of sintered interconnects in power electronics

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

  • Maria Theresa Prutti

Organisationseinheiten

Abstract

In dieser Arbeit wird die Lebensdauer von gesinterten Silber- und Kupferverbindungen in leistungselektronischen Anwendungen untersucht. Zu diesem Zweck wurden Scherprüfkörper entworfen und hergestellt. Die gesinterten Proben wurden mit Hilfe eines Thermoschocktests thermisch gealtert. Die Analyse umfasste die Beobachtung des Mikrogefüges, des Elastizitätsmoduls und der Härte des gesinterten Silber- und Kupfermaterials sowie der Adhäsion gegenüber den umgebenden Grenzflächenmaterialien nach definierten thermischen Zyklen. Zur Beurteilung der Mikrostruktur wurden rasterelektronenmikroskopische (REM) Aufnahmen gemacht und eine Elektronenrückstreubeugung durchgeführt. Die REM-Bilder dienten zur Beurteilung der Porosität der Sinterwerkstoffe. Der Elastizitätsmodul und die Härte wurden durch Nanoindentation analysiert. Die Adhäsion wurde mit der Schertestmethode gemessen. Die Materialdaten der beiden ausgewählten Sinterwerkstoffe wurden während der verschiedenen Phasen der thermischen Zyklen erfasst und separat ausgewertet. Das Mikrogefüge und die physikalischen Eigenschaften ändern sich in den ersten Thermozyklen erheblich, was auf eine unvollständige Sinterung mit den gewählten Sinterparametern hinweist. Die Haftung des Ag-Materials auf den Cu-Oberflächen ist deutlich geringer als beim Cu-Material. Die durchschnittlichen Schertestwerte nach dem thermischen Zyklus sind bei den Cu-Proben etwa 15% höher als bei den Ag-Proben. Bei der Ag-Probe wird eine leichte thermische Degradation der Schertestwerte festgestellt. Bei den Cu-Proben ist keine derartige Verschlechterung festzustellen, was auf eine gute langfristige Zuverlässigkeit hindeutet.

Details

Titel in ÜbersetzungZuverlässigkeit von Sinterverbindungen in der Leistungselektronik
OriginalspracheEnglisch
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung28 Juni 2024
StatusVeröffentlicht - 2024