Entwicklung und Charakterisierung eines Sinterwerkzeugs für die Herstellung von Sinterverbindungen für die Leistungselektronikproduktion

Gesinterte Chips auf einem AMB Substrat. Unten eine Sinterpressvorrichtung.

Ausgangssituation:

Der aktuelle Trend im Automobilbereich weg vom Verbrennungsmotor hin zum Elektromotor erfordert die Entwicklung immer zuverlässigerer und leistungsdichterer Leistungselektronikkomponenten für die Ansteuerung der Elektromotoren bei immer kleiner werdenden Chipgrößen und gleichzeitiger Gewichtseinsparung. Insbesondere die hohen Anforderungen an die Zuverlässigkeit der Leistungselektronikmodule sind durch konventionelle Lötverbindungen nicht erreichbar. Eine Aufbau- und Verbindungstechnologie, welche den Anforderungen gerecht wird, ist das Silbersintern (auch Niedertemperaturverbindungstechnik) bei welchem Silberpaste oder –pulver unter hohem Druck und bei Temperaturen von ca. 250°C zu einer stoffschlüssigen Verbindung versintern. Die hierfür benötigte Anlagentechnik sind Sinterpressen. Diese kommen aus der klassischen Fertigungstechnik (Urformverfahren) und müssen an die Anforderungen der Elektronikproduktion angepasst werden.  Unter die benötigten Anpassungen fallen beispielsweise der Ausgleich unterschiedlicher Chiphöhen im Sinterwerkzeug, die Optimierung hinsichtlich gleichmäßiger Druckverteilungen auf den Chipoberflächen um Brüche zu vermeiden oder Einrichtungen um unter Schutzgasatmosphäre arbeiten zu können und viele weitere.

Aufgabenstellung:

Im Rahmen der Arbeit sollen geeignete Materialien recherchiert und an der am Lehrstuhl vorhandenen Sinteranlage ausprobiert werden, welche sich für die Herstellung eines flexiblen Sinterdruckstempels eignen würden. Anschließend sollen mit infrage kommende Materialien Sinterversuche durchgeführt werden und sowohl die Ergebnisse als auch die Materialien charakterisiert und auf Eignung untersucht werden.

Arbeitsschwerpunkte:

  • Evaluation geeigneter Materialien für einen flexiblen Sinterdruckstempel
  • Herstellung geeigneter Sinterdruckstempel
  • Durchführung von Sinterversuchen mit unterschiedlichen Materialien
  • Charakterisierung der Materialien in Bezug auf Temperatur- und Druckbeständigkeit
  • Charakterisierung der Ergebnisse hinsichtlich Sinterverbindungsqualität und Druckverteilung
  • Vergleich und Einordnung der Ergebnisse mit Literaturwerten
  • Dokumentation der Arbeit

Vorkenntnisse:

  • Einarbeitung möglich
  • Begeisterung für praktisches Experimentieren und ausprobieren
  • Interesse am Maschinenbau/Entwicklung von Anlagen

Beginn: ab sofort

Für weitere Infos und die Bewerbung bitte eine Mail an felix.haeussler@faps.fau.de senden. Bitte Lebenslauf und aktuelle Leistungsübersicht beifügen.

Kategorien:

Fachbereich:

Elektronikproduktion

Art der Arbeit:

Masterarbeit, Projektarbeit

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