Stand der Technik und Motivation

Zusammenfassung

Leistungshalbleitermodule werden in vielfältigen Anwendungsfeldern wie in der Fahrzeugtechnik oder in Energie- und Produktionsanlagen massenhaft eingesetzt. Mit ihrer Hilfe können große elektrische Ströme und Spannungen sicher und effizient geschaltet und gesteuert werden. Die herkömmliche und weit verbreitete Aufbau- und Verbindungstechnologie für aktuelle Leistungshalbleitermodule sieht sich jedoch besonders in den neuen Wachstumsmärkten der erneuerbaren Energien und der Elektromobilität enormen Herausforderungen ausgesetzt.

Das seit Jahrzehnten etablierte Verfahren zur Kontaktierung der Leistungshalbleiter ist das Ultraschall-Drahtbonden mit Drähten aus Aluminium. Diese Verbindungen werden von einer Bondmaschine in einem Ultraschall-Reibschweißverfahren aufgebracht. Für anspruchsvolle Anwendungen wie die neuen Chiptechnologien auf Basis von SiC oder GaN mit hoher Leistungsdichte reicht Aluminiumdraht nicht aus, stattdessen wird Kupfer verwendet. Die Verarbeitung von Kupferdraht ist herausfordernder und erfordert neue Verfahren und Methoden.