Aktuelles Förderprojekt

In Leistungsmodulen erfüllen Keramiksubstrate zwei Hauptfunktionen: elektrische Isolierung und Wärmeableitung. Die elektrische Isolierung verhindert Streuströme und gewährleistet einen sicheren Betrieb von Hochspannungs-Leistungselektronik, beispielsweise in E-Autos oder Windkraftanlagen. Gleichzeitig ist eine effiziente Wärmeableitung entscheidend, um optimale Betriebstemperaturen der Leistungshalbleiter aufrechtzuerhalten und Überhitzung zu vermeiden, die die Leistung beeinträchtigen oder Komponenten beschädigen könnten. Daher ist die Auswahl des richtigen Keramikmaterials mit geeigneter Wärmeleitfähigkeit und elektrischer Isolation von entscheidender Bedeutung für die Zuverlässigkeit und Effizienz von Leistungsmodulsubstraten. Mit der fortschreitenden Entwicklung der Leistungselektronik, insbesondere durch die Integration von Halbleitern mit großer Bandlücke wie SiC-Chips, steigt die Nachfrage nach präziseren und hochwertigeren Keramiksubstraten, um die Zuverlässigkeit und Effizienz sicherzustellen und zu optimieren.

Ziel ist es, den sich ändernden Anforderungen der Leistungselektronikindustrie gerecht zu werden und Kunden technische Vorteile sowie eine verbesserte Leistung und Zuverlässigkeit von Leistungsmodulen zu bieten. Eine höhere Effizienz von Leistungsmodulen trägt entscheidend zur nachhaltigen Ressourcennutzung bei. Durch die Entwicklung leistungsfähiger Ab-Initio-Methoden zur Berechnung von kristallinen Phasen, die Verfügbarkeit von Machine Learning und die Weiterentwicklung von In-House Methoden am Zentrum HTL ergeben sich völlig neue Möglichkeiten für ein digitales Material- und Prozessdesign, die genutzt werden sollen, um die ambitionierten Ziele zu erreichen. 

• Adaption der Mikrostruktur-Eigenschafts-Simularion
• Simulationen zur Anforderungsdefinition für die Sekundärphasen (Sinteradditive)
• Screening von Sinteradditiven
• In-situ-Messungen zur Analyse der Sinterung
• Bestimmung der Sinterkinetik aus den Messungen
• Sintersimulationen zur Identifikation von günstigen Thermoprozess-Parametern
• Materialprüfung