KDT-Verbundvorhaben TRANSFORM: Vertrauenswürdige europäische SiC-Lieferkette für energieeffiziente Leistungselektronik

Abstract

Das übergeordnete Ziel von TRANSFORM war der Aufbau einer vollständigen und äußerst wettbewerbsfähigen europäischen Lieferkette für Leistungselektronik auf Basis von Siliziumkarbid (SiC)-Leistungshalbleitern. Der Anwendungsbereich und der Bedarf sind enorm und reichen von industriellen Antrieben und Leistungsumwandlung über erneuerbare Energien bis hin zur Elektromobilität. Eine vertrauenswürdige und starke europäische Lieferkette für diese Anwendungsbereiche ist von entscheidender Bedeutung, um eine ganzheitliche Optimierung von leistungselektronischen Systemen zu ermöglichen, die für eine saubere und nachhaltige europäische Wirtschaft erforderlich sind. TRANSFORM war in erster Linie ein Technologieprojekt, das die wichtigsten europäischen Akteure versammelte und die gesamte Wertschöpfungskette von Materialien, Halbleitertechnologien, Anlagen, Designs und Komponenten bis hin zu den Systemen abdeckte. Das Projekt setzte ehrgeizige technische Ziele, um außereuropäische Technologien zu überholen und anwendungsgerechte hohe Qualität, hohe Zuverlässigkeit und gesicherte Mengenversorgung zu geringeren Kosten mit nachhaltigen Prozessen zu erreichen.

Im Teilvorhaben der Hochschule Hamm-Lippstadt (HSHL) galt es, neue kosteneffiziente Technologiekonzepte für die Chip-Substrat-Verbindung (Die Attach) von SiC-Leistungshalbleiterbauelementen zu entwickeln, die gleichzeitig erhöhten Anforderungen hinsichtlich Leistungsdichte und Zuverlässigkeit genügen. Dabei war es Ziel, Alternativen zum etablierten, druckunterstützten (Silber-)Sintern zu entwickeln. Die Sintertechnologie besticht im Vergleich zu konventionellen Weichlotverbindungen durch signifikant erhöhte Zuverlässigkeit sowie verbesserte thermische Leitfähigkeit; Nachteile ergeben sich aber durch deutlich höhere Kosten für die Sintermaterialien und Prozesshilfsmittel sowie aufwändige Prozessführungen.