PowerSLAM


Projektbeschreibung

Einen vielversprechenden Ansatz zur additiven ressourcen- und energieschonenden Herstellung leistungselektronischer Baugruppen bietet das selektive Laserschmelzen von auf keramischen Substraten aufgebrachten Metallpulvern zur Funktionalisierung des Schaltungsträgers. Die Kombination der Vorteile des Laserstrahls wie dem gezielten Energieeintrag oder der feinen Strukturbreite und der einfachen Handhabung ermöglichen die Flexibilisierung der Leiterbildstruktur, Minimierung der Strukturfeinheiten bei gleichzeitiger Option auch großflächige Strukturen abzuscheiden und birgt darüber hinaus die Möglichkeit einer 2,5D Funktionalisierung. In diesem Zusammenhang würde sich vornehmlich der Einsatz eines Lasers anbieten, welcher im Stande ist aufgetragene Kupferpulver additiv an das Keramiksubstrat zu binden. Um diese Punkte gewährleisten zu können, ist ein Laser mit hoher Ausgangsleistung sowie Anpassungen bezüglich der Schutzgasführung und einer modifizierter Anlagentechnik notwendig. Durch diese Maßnahme könnte das Problem der geringen Laserlichtabsorptions-rate des Kupfers gelöst werden. In diesem Zusammenhang erfolgen im Rahmen des Projektes‚ PowerSLAM‘ ausführliche Evaluierungs- und Qualifizierungsmaßnahmen zur Charakterisierung der Anhaftung der Kupferschicht auf dem keramischen Substratmaterial. Die additive Substratfertigung mittels selektiven Laserschmelzens ermöglicht so in Zukunft die energieeffiziente und umweltfreundliche Fertigung keramischer Schaltungsträger sowie Module für die Leistungselektronik, da bisher notwendige energieintensive Brennprozesse sowie aufwändige nasschemische Ätzprozesse eingespart werden können.
Übergeordnetes Ziel dieses Projekts ist die Evaluierung und Qualifizierung eines ressourcen- und klimaschonenden Herstellungsverfahrens für die Erzeugung von Keramikschaltungsträgern in der Leistungselektronik
  • Evaluierung und Qualifizierung eines ressourcen- und klimaschonenden Herstellungsverfahrens für die Erzeugung von Keramikschaltungsträgern in der Leistungselektronik
  • Materialeinsparungen durch die Substitution der subtraktiven Technologien mit additiven Technologien
  • Eliminierung des intensiven Einsatzes von Chemikalien zum Ätzen und Reinigen und der energie- und zeitintensiven Brennvorgänge
  • Qualifizierung des aufgebrachten Metallpulvers für den Kupferlaserschmelzprozess
  • Herstellung, Charakterisierung und Qualifizierung von Kupfer-Keramik-Verbindungen
  • Minimierung der Struktur-Feinheiten (Linienbreiten, -abstände) und Flexibilisierung der Leiterbildstruktur