Zuverlässigkeitsstudien an silbergesinterten leistungselektronischen Modulen ohne Nutzung von DCB-Substraten

Anwendungen für das Silbersintern sind aufgrund neuerer technologischer Entwicklungen wie elektrisch angetriebener Automobile, umweltfreundlich erzeugter Energie und neue Umweltvorschriften zunehmend gefragt. Diese erfordern auch die Anwendung des Silbersinterns auf wirtschaftlicheren Materialien. Traditionell werden für Silbersinteranwendungen direkt kupfergebondete (DCB) Substrate verwendet. Die Entwicklung des Silbersinterprozesses auf Nicht-DCB-Substraten wie Leiterplatten kann zu neuen Anwendungsbereichen führen, insbesondere in der Automobil-Antriebselektronik. Die Zuverlässigkeit solcher unkonventioneller Materialien ist immer noch ein ungelöstes Problem. Der zweifelsfreie Nachweis der zuverlässigen Funktion dieser Bauelemente, die mit alternativen Materialien hergestellt wurden, ist eine Vorbedingung, damit diese Technologie in der Praxis angewendet werden kann. In der dem Beitrag zu Grunde liegenden Forschungsarbeit wurde eine Baugruppe mit Nicht-DCB-Substraten entwickelt, bei denen das Silbersintern und vergleichsweise große IGBT-Chips verwendet werden. Im Beitrag wird eine Methode zur Prüfung der Zuverlässigkeit durch Lastwechsel mittels „Powercycling“ vorgestellt. Dazu wurde ein Prüfstand entwickelt, und die zu testenden Bauelemente (DUT) wurden beschleunigten Ausfalltests unterzogen. Die Ergebnisse hierzu wurden analysiert und diskutiert.