Die enorme Bedeutung von Effizienzgewinnen und erhöhter Zuverlässigkeit bei leistungselektronischen Modulen ist in Zeiten des Ausbaus elektrischer Infrastruktur rund um erneuerbare Energien offensichtlich. Die Technologie, die die Halbleiter mechanisch, thermisch und elektrisch mit Substraten verbindet, ist in solchen Systemen ein entscheidender Faktor, der bereits in der Vergangenheit stetig verbessert wurde und nun mit dem Kupfersintern neue Impulse erhält. Allerdings müssen dafür die Herstellungs- auf Aufbauprozesse erneuert und verstanden werden.

Im Projekt wird der Einfluss von Kupfersalzen und selektiven Ätzprozessen in der Sinterpastenherstellung auf die Ausbildung der Verbindungsschichtstruktur untersucht, mit dem Ziel, eine optimale Anbindung unter günstigen Aufbaubedingungen zu erreichen. Das genaue Verständnis der Mechanismen hilft den Pastenherstellern und den Herstellern von Leistungselektronik die Produkte weiter zu optimieren. Die materialwissenschaftlichen Zielgrößen für die Sinterverbindung sind hohe thermische und elektrische Leitfähigkeit (> 50% der Kupfer-Bulk Werte), niedrige Porosität (< 20%), hohe Scherfestigkeit (> 60 MPa) und hohe Ermüdungsfestigkeit (> 1000 Temperaturwechsel bei 55 °C/200 °C), welche bei geringen Prozessparameterwerten (≤ 275 °C; ≤ 10 MPa; ≤ 15 min) erreicht werden sollen.

Unter anderem mittels Nanoindenter Scratch-Tests auf gesinterten Testaufbauten können Materialkennwerte für gesintertes Kupfer ermittelt werden, um das Verständnis der Mechanismen während des Sinterprozesses weiterentwickeln zu können.