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Story 054 – 2015 – Produkte

Turbo – nicht nur für die E-Mobilität

DCB-Kupferbänder für die Leistungselektronik

In immer mehr Anwendungen kommt Leistungselektronik zum Einsatz. Wieland hat hierfür ein spezielles Produkt entwickelt, das den besonderen Anforderungen bei der Herstellung von DCP-Platten (Direct Copper Bonding) gerecht wird.

Moderne Chip-Generationen haben die Fähigkeit, vergleichsweise hohe Ströme zu übertragen. Aus diesem Trend hat sich die Leistungselektronik entwickelt. Sie arbeitet mit steuerbaren, passiven Leistungshalbleitern, die anders als etwa Relais ohne mechanische Teile auskommen.

Voraussetzung hierfür sind keramische DCB-Karten (Direct-Copper-Bonding), auf die Kupfer nahe dem Schmelzpunkt aufgebracht (gebondet) wird. Das hierbei angewandte eutektische Bond-Verfahren erfordert Legierungen mit einem eindeutig bestimmbaren, relativ niedrigen Schmelzpunkt. Zudem muss das hierzu verwendete Kupfer wegen der gewünschten exzellenten elektrischen Leitfähigkeit einen hohen Reinheitsgrad aufweisen. Und es braucht eine stabile Mikrostruktur, um seine Eigenschaften trotz der hohen Temperaturen, die bei der Herstellung der DCB-Karten anfallen, beizubehalten.

Wieland hat daher ein Produkt entwickelt, das den besonderen Anforderungen für DCB-Anwendungen in der Leistungselektronik optimal gerecht wird. Es ermöglicht nicht nur eine verlässliche Verbindung der nur 50 bis 400 Mikrometer dünnen Drähte auf das Kupfer, sondern stellt auch eine gute Ätzbarkeit sicher, lässt eine eindeutige Lasermarkierung zu und erlaubt es so, die Folgeprozesse stabil, zuverlässig und kostengünstig ablaufen zu lassen. Weil es DCB-Karten mit verschiedensten Keramik-Isolatoren gibt, bietet Wieland diese Kupferbänder in Dicken zwischen 0,1 und 0,6 Millimetern an.

Eingesetzt wird Leistungselektronik – und damit auch das DCB-Kupfer von Wieland – in einer Vielzahl von Anwendungen. Zum Beispiel in Wechselrichtern für Windkraftanlagen oder in Schaltnetzteilen, ganz besonders aber bei elektronischen Antrieben und damit auch in der E-Mobilität. In Bereichen also, die für eine nachhaltige Zukunft eine zentrale Rolle spielen und denen ein starkes Wachstum prognostiziert wird. Auch bei weiteren absehbaren Entwicklungen in der Leistungselektronik wird Wieland im engen Kontakt mit seinen Kunden die passenden Kupferwerkstoffe anbieten.

Dank der stabilen Mikrostruktur des Kupfers können die Leistungselektronik-Chips mit hohen Temperaturen direkt auf der DCB-Karte aufgebracht werden.