Anwendungen

Die steigende Nachfrage nach Komponenten mit hoher Leistungsdichte und der Umstieg auf Wide Bandgap (WBG) Halbleiter, also Halbleiter mit einer großen Bandlücke, wie beispielsweise der nächsten Generation von IGBT (Si), Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN), erfordert den Einsatz robuster und zuverlässiger Verbindungstechnologien. Dieser Trend betrifft nicht nur die Automobilbranche, sondern auch andere wichtige Industriebereiche, darunter Eisenbahnantriebssysteme (öffentlicher Nahverkehr), Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Energieübertragungssysteme GRID (UPS, Solar, Wind) sowie Hochfrequenz-Kommunikationsinfrastrukturen wie 5G und Hochleistungsrechner (HPC).
Auch Rechenzentren und KI-Anwendungen bewegen sich in diese Richtung, angetrieben durch die anhaltende technische Anforderung, die Leistungsdichte (W/m3) zu erhöhen und die Systemeffizienz zu maximieren. Um die von diesen anspruchsvollen Umgebungen geforderte Leistung und Zuverlässigkeit zu gewährleisten, hat sich das Drucksintern als die von der Industrie bevorzugte Klebelösung durchgesetzt.

Das Drucksintern (PS) ist ein Wärmebehandlungsverfahren, bei dem metallische Partikelpasten (Silber/Kupfer) gleichzeitig mit Wärme und einem externen uniaxialen Druck (typischerweise im Bereich von 5 MPa bis 40 MPa) behandelt werden. Diese Technik ist unerlässlich, um sichere Die-Attach-Lösungen zu erzielen, die einen Dauerbetrieb bei Sperrschichttemperaturen von über 200 °C ermöglichen. Durch den Druck wird eine Verdichtung erreicht, wodurch die Restporosität deutlich reduziert wird, oft auf unter 10%. Dies führt zu einer massiveren metallischen Mikrostruktur, die eine außergewöhnliche Wärmeleitfähigkeit (z. B. gesintertes Ag ∼300 W/(m⋅K)) und einen geringen elektrischen Widerstand (∼2 μΩ⋅cm) garantiert.