Neues aus der Elektronik-Korrosionsforschung

Die Gesellschaft für Korrosionsschutz e.V. (GfKORR) hat sich zum Ziel gesetzt, durch Aufklärung das Auftreten von Korrosionsschäden in Deutschland zu minimieren. Hierfür laufen verschiedene Forschungsvorhaben. 3 Projekte sollen in diesem Jahr im Rahmen der Veranstaltung vorgestellt werden:

1) Für die Elektromobilität sind leistungselektronische Komponenten wie IGBT-Wechselrichtermodule auf Basis metallisierter keramischer Substrate unumgänglich. Diese müssen durch Schutzschichten vollumfänglich vor kritischen Umgebungseinflüssen geschützt werden. Dazu erfolgt im Rahmen des Verbundvorhabens die Entwicklung eines Thermotransfer-Moldingprozesses (TTM) von Epoxy-Mold-Compounds (EMC) in unmittelbarer Kopplung mit der Entwicklung eines Charakterisierungskonzeptes zur Qualitätssicherung und Lebensdauervorhersage.
So erfolgt im Rahmen des Vorhabens die Entwicklung eines innovativen Ioddampftests in Kombination mit der zu entwickelnden Höchstimpedanzmesstechnik. Die Entwicklung des Ioddampftests als schneller Qualitätstest für den applizierten EMC (fertigungsbegleitendes Prozessmonitoring und -optimierungstool) stellt einen technischen Vorteil gegenüber konventionellen Testmethoden dar. Der Impedanzspektroskopie kommt in diesem Falle die Rolle zu, die durch Stressung mit Ioddampf aufgedeckten Schwachstellen im Mold trotz deren optischer Intransparenz offen zu legen ("elektronisches Röntgen"). So soll die Kombination aus Ioddampftest und Impedanzspektroskopie eine schnelle qualitative Aussage zur Qualität des Schutzsystems und damit zur potenziellen Zuverlässigkeit des Powermoduls ermöglichen.

2) Das Sintern von silberbasierten Pasten hat aufgrund steigender Energiedichte und Miniaturisierung und den damit einhergehenden steigenden Ansprüchen an Verbindungsmaterialien Einzug in etliche Produktionen gehalten. Im Vergleich zum klassischen Löten lassen sich deutlich größere Leistungsdichten mit höheren Strömen mit vielfach verbessertem thermischem Management realisieren. Dadurch  stieg die Zyklenfestigkeit der Verbindungsstellen und konnte die Zuverlässigkeit im Vergleich zum zinnbasierten Material enorm steigern. Im Vergleich zum Silber wird dem Kupfer eine noch höhere Zuverlässigkeit sowie eine höhere thermodynamische Stabilität (vor allem bezüglich der Elektromigration) nachgesagt. Weiterhin ist der Kostenfaktor bei stets steigendem Kostendruck vor allem im Bereich der Mobilität ein weiteres Argument sich dem Kupfersintern zu widmen. Da Kupfer nur minimal weniger leitfähig ist als Silber und dabei deutlich günstiger, wird es eine kostengünstige Alternative mit hoher Leistungsfähigkeit darstellen und als Verbindungsmaterial enorm an Wichtigkeit gewinnen.

3) Hohlräume und Blasen in Schutzlacksystemen stellen ein Sicherheitsrisiko dar. Ziel dieses Projekts ist die Erstellung eines Leitfadens mit Entscheidungsmatrix, anhand dessen ein etwaiges Risiko einer Zuverlässigkeitsminderung von elektronischen Bauteilen sicher und schnell eingestuft werden kann.

Ziel der Veranstaltung ist es, den Teilnehmern die neuesten Ergebnisse aus Forschungsprojekten und die damit gewonnenen Erkenntnisse bezüglich der Produktsicherheit zu erläutern und über die Diskussion den Eingang in die industriellle Praxis zu fördern.