Realisierung und Charakterisierung eines Diffusionslötprozesses im System Cu/Sn zur Darstellung hochtemperaturstabiler Fügestellen in der Leistungselektronik

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Entwicklungen rund um die Energiewende prägen das wissenschaftliche Umfeld der Elektrotechnik und Werkstoffwissenschaften. Zahlreiche Bestrebungen zielen darauf ab, die Vorteile erneuerbarer Energiequellen auf das Verkehrswesen zu übertragen, wodurch elektrische Antriebe in der Fahrzeugtechnik an Bedeutung gewinnen. Die verwendete Leistungselektronik unterliegt einem schnellen Wandel, und der Umstieg auf effizientere Halbleitersysteme wie SiC führt zu einer Erhöhung der thermomechanischen Belastungen, insbesondere bei chipnahen und großflächigen Systemverbindungen. Temperaturen über 150°C machen klassische Methoden wie Weichlöten oder Leitkleben unzureichend. Neue Verbindungskonzepte wie Silbersintern gewinnen aufgrund ihrer hervorragenden Transporteigenschaften und Hochtemperaturbelastbarkeit an Bedeutung, bringen jedoch prozesstechnische Herausforderungen mit sich. Alternativen wie das Diffusionslöten auf Sn/Cu-Basis ermöglichen die Bildung hochtemperaturstabiler Verbindungen durch hochschmelzende intermetallische Phasen und erreichen höhere Einsatztemperaturen bei niedrigen Verarbeitungstemperaturen. Diese Dissertation beschäftigt sich mit der Optimierung und Charakterisierung eines Diffusionslötprozesses auf Sn/Cu-Basis zur Herstellung stabiler Fügestellen in der Leistungselektronik.