gemeinsam einzigartig

IPE 11-21 Bachelor- / Masterarbeit zum Thema: Nachhaltige Fertigungstechnologien für leistungselektronische Module - Kupfersintern

Organisationseinheit

Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)

Tätigkeitsbeschreibung

Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien (Wind, Photovoltaik) erfordert hocheffiziente und robuste leistungselektronische Module, die ressourcenschonend hergestellt werden können. Energie- und Materialeinsatz können bei der Herstellung leistungselektronischer Module optimiert und Recyclingkonzepte für die Module bereits bei der Herstellung mitgedacht werden. Derartige Produktionsansätze werden heute noch nicht konsequent genug für elektronische Systeme durchdacht oder angewendet.

Im Rahmen dieser Arbeit untersuchen Sie die Eigenschaften von elektronischen Leistungsmodulen, bei denen Siliziumcarbid (SiC) Leistungshalbleiter mit Kupfersinterprozesse auf Substrate gesintert werden sollen. Im Rahmen der Arbeit optimieren Sie Prozessparameter des Sinterprozesses wie den Druck und die Temperatur, Sie qualifizieren die mechanische Festigkeit der Sinterverbindung bei verschiedenen Temperaturen und ermitteln charakteristische Kenngrößen wie den EModul für die thermomechanische Simulation. Ferner fertigen Sie mechanische Schliffbilder an, polieren Sie mit Ionenstrahlen und charakterisieren die Porosität der Sinterschicht im hochauflösenden optischen Mikroskop. Pasten unterschiedlicher Hersteller und unterschiedlicher Zusammensetzungen werden miteinander verglichen und die intermetallischen Verbindungen zwischen den Chips, der Substratoberfläche und der Sinterschicht im Rasterelektronikmikroskop sowie im Ultraschallmikroskop (SAM-Scanning Acoustic Microscope) ermittelt. Sie stellen zwei Testmodule her, eines mit „optimalen“ thermomechanischen Eigenschaften der Sinterschicht und ein weiteres, das aus energetischer Sicht prozessoptimiert wurde. Beide Module werden in Power-Puls Tests auf Ihre Zuverlässigkeit hin miteinander verglichen. Schließlich ermitteln sie den Energiebedarf für den Prozess mit optimalen Prozessparametern und vergleichen ihn mit der Anbindung von SiC-Dies im Lötprozess (im Kammerofen wie im Durchlauf-Reflowofen).

Eintrittstermin

zum nächstmöglichen Zeitpunkt

Persönliche Qualifikation

Studium der Elektrotechnik, des Maschinenbaus oder der Physik. Interesse an Werkstoffkunde und experimentellem Arbeiten. Eine selbstständige Arbeitsweise wird vorausgesetzt.

Vertragsdauer

3-6 Monate

Fachliche/r Ansprechpartner/in

Fachliche Auskünfte erteilen Ihnen gerne Dr. Thomas Blank, Tel. +49 721 608 25618 oder M.Sc. Felix Steiner, Tel. +49 721 608 24272, E-Mail: felix.steiner@kit.edu.

Bitte bewerben Sie sich online über den unten stehenden Button für die Ausschreibungsnummer IPE 11-21.

Ausschreibungsnummer: IPE 11-21

Bei gleicher Eignung werden anerkannt schwerbehinderte Menschen bevorzugt berücksichtigt.

Kontakt

Bei allgemeinen Fragen zur Bewerbung:
Personalservice (PSE) - Personalbetreuung
Frau Carrasco Sanchez
Telefon: +49 721 608-42016,

Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen