In-Situ-Charakterisierung von Lötvorgängen für die Leistungselektronik

Aktuelle Entwicklungen in der Leistungselektronik erfordern neuartige Technologien für die Verbindung der Halbleiterbauelemente mit dem Substrat. Das Diffusionslöten ist ein vielversprechendes Prinzip, mit dem eine kostengünstige und zuverlässige Verbindungstechnologie realisiert werden kann. Bislang existieren verschiedene miteinander konkurrierende Technologie-Ansätze, die dieses Prinzip nutzen. Ein wesentliches Qualitätsmerkmal von Lötstellen der Leistungselektronik ist ihr Porengehalt. In der Leistungselektronik werden sehr niedrige Porengehalte gefordert. Weil bislang bei keinem der in dieser Arbeit betrachteten Technologieansätze hinreichend niedrige Porengehalte realisiert werden konnten, wurden zunächst die Mechanismen der Porenentstehung näher erforscht. Die bisher verwendete Methode zur Erforschung der Porenbildung in Lötstellen betrachtet den eigentlichen Lötvorgang als Black Box. Da die Mechanismen der Porenentstehung auf diese Weise nicht erforscht werden können, wurde eine neue Methode zur In-Situ-Charakterisierung von Lötvorgängen entwickelt. Sie besteht aus einer Vorrichtung zur Beobachtung und Aufzeichnung von Lötvorgängen mit einem Röntgenprüfsystem und einer Software zur automatisierten Analyse der aufgezeichneten Filme. Die vorliegende Arbeit liefert neue Erkenntnisse zur Porenentstehung beim konventionellen Löten und unterbreitet Vorschläge für die Weiterentwicklung des Diffusionslötens.

Autorentext

Herr Alexander Klemm studierte von 2004 bis 2010 Elektrotechnik an der Technischen Universität Dresden. Von 2011 bis 2016 arbeitete er als wissenschaftliche Hilfskraft, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Doktorand am Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik der TU Dresden. In dieser Zeit beschäftigte er sich mit den Themen Porenbildung in Lötstellen, Diffusionslöten und Silbersintern. Seit 2016 ist Herr Klemm bei der Robert Bosch GmbH in Renningen als Forschungsingenieur im Bereich der elektronischen Aufbau- und Verbindungstechnik tätig.