Leistungselektronik-Module kühlen Besseres Wärmemanagement durch Kupfersintern und Cold-Spray-Hybridkühler

Anbieter zum Thema

Treston Deutschland GmbH

ALPHA-Numerics GmbH

RECOM Power GmbH

Die All-Copper-Interconnect-Technologie mit Kupfersintern auf Cold-Spray-Hybridkühlern verspricht eine außergewöhnliche thermische Leistung bei gleichzeitig vereinfachter Verarbeitung. Auf den Cooling Days 2025 zeigt unser Referent, wie diese Technik neue Maßstäbe in der Leistungselektronik setzt.

In der Welt der Leistungselektronik markieren die sogenannten All-Copper-Interconnects in Verbindung mit Kupfersintern auf Cold-Spray-basierten Hybridkühlern eine wegweisende Entwicklung für ein effizientes Wärmemanagement. Diese Technologie wird auf den Cooling Days 2025, unter dem Dach von Power of Electronics am 29. und 30. Oktober, detailliert von unserem Referenten vorgestellt. Die Technologie verspricht sowohl in der Herstellung als auch in der Leistungsfähigkeit von Elektronikmodulen erhebliche Verbesserungen.

Die Kombination dieser Technologien ermöglicht die Entwicklung effizienterer und zuverlässigerer Module und eröffnet neue Anwendungsfelder in verschiedenen Branchen, einschließlich der Elektromobilität und der erneuerbaren Energien.

Einsatz in der Automobilbranche

Ein herausragendes Merkmal dieser Technologie ist die Unterstützung der Miniaturisierung von Elektronikmodulen. Das ist besonders in der Automobilindustrie von Bedeutung, wo der Platz begrenzt ist und gleichzeitig die Leistungsanforderungen kontinuierlich steigen. Die verbesserte Wärmeleitung ermöglicht es Entwicklern, kompaktere Designs zu entwerfen, ohne Leistungseinbußen in Kauf nehmen zu müssen.

Darüber hinaus bietet die Vermeidung spröder intermetallischer Verbindungen fundamentale Verbesserungen in der Zuverlässigkeit, was die Lebensdauer der Module verlängert – ein entscheidender Aspekt in kritischen Anwendungen wie der Luft- und Raumfahrt.

Die technologischen Vorteile im Überblick

Laut Sri Krishna Bhogaraju, Mitgründer und CEO von CuNex, liegt die Hauptstärke der All-Copper-Interconnect-Technologie in der Nutzung eines einzigen Materialsystems von der Chip-Schnittstelle bis zur Grundplatte oder dem Kühlkörper. Dies vereinfacht die Verarbeitung erheblich und ermöglicht ein einstufiges Sintern für die Chip- und Substratbefestigung. Diese Technologie stellt einen bedeutenden Fortschritt in Richtung effizienterer und kompakterer Module dar.

DER KONGRESS FÜR ELEKTRONIKENTWICKLER

Entwickeln mit Weitblick – Die 360-Grad-Sicht auf die Elektronik

Von der ersten Idee bis zum marktreifen Produkt: Power of Electronics liefert Wissen, Werkzeuge und Kontakte für erfolgreiche Elektronikentwicklung. Egal, ob Sie am Anfang Ihrer Karriere stehen oder erfahrener Spezialist sind – hier finden Sie tiefgehende Inhalte, aktuelle Technologien und innovative Lösungen. Es erwartet Sie ein auf verschiedene Themengebiete der Elektronik fokussiertes Vortragsprogramm, eine übergreifende Fachausstellung mit den jeweiligen Spezialunternehmen und Komponentenanbietern sowie zahlreiche Möglichkeiten zum interdisziplinären Austausch und intensiven Networking.

Jetzt anmelden!

Verbesserte thermische und elektrische Eigenschaften

Bhogaraju betont, dass das Kupfersintern auf Cold-Spray-Kupfer-Hybridkühlern die thermischen Eigenschaften stark verbessert. Während herkömmliche Lote eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 56 W/mK aufweisen, können gesinterte Kupferverbindungen eine Wärmeleitfähigkeit von bis zu 250 W/mK erreichen. Dies verbessert nicht nur die Wärmeableitung, sondern vermeidet gleichzeitig spröde intermetallische Verbindungen und erhöht damit die Zuverlässigkeit der Module.

Bei der praktischen Umsetzung dieser Technologie müssen laut Bhogaraju besonders die Oxidation der Kupferoberflächen und deren Rauheit berücksichtigt werden. Er hebt hervor, dass die Rauheit der kaltgespritzten Kupferschicht idealerweise unter 15 µm liegen sollte, und dass Oberflächen sorgfältig oxid- und rückstandsfrei behandelt werden müssen, um eine reibungslose Verarbeitung zu gewährleisten.

Best Practices für optimale Ergebnisse

Sri Krishna Bhogaraju betont, dass die Lager- und Transportbedingungen entscheidend für den Erfolg sind: „Für Kupfer sind die Lagerbedingungen der wichtigste Aspekt. Ich empfehle, genau zu prüfen, wie Proben gelagert und transportiert werden, um den Einfluss von Feuchtigkeit und Oxidation so gering wie möglich zu halten.“

Neben der Diskussion über die vollständige Kupferverbindung und das einstufige Sintern, wird Bhogaraju auch die Möglichkeiten der Miniaturisierung und gewichtsoptimierter Lösungen erörtern. Diese Aspekte unterstreichen das Potenzial der Technologie, neue Maßstäbe in der Produktion zu setzen.

Die Cooling Days 2025 sind Teil der Entwickler-Veranstaltung Power of Electronics vom 29. bis 30. Oktober in Würzburg. (heh)

Von der Idee zum Aktivkühler

Entwicklungsreise zu einem optimierten Konzept für die Entwärmung

Wärmemanagement in der Leistungselektronik

Wenn die Simulation über den Projekterfolg entscheidet

Direktgekühlte Leistungselektronik

Thermomanagement mit dielektrischen Flüssigkeiten im Vergleich zur klassischen Kühlung

(ID:50493216)