Neue Kupfer/Kohlenstoff-Faser-MMCs für Anwendungen in der Leistungselektronik

Beschreibung

Elektronikbauteile erzeugen beim Betrieb stets Wärme. Wird diese nicht stetig abgeführt, so ergeben sich thermische Probleme, die bis zum Ausfall der Bauteile führen können. Die derzeitige Tendenz der technischen Entwicklung ist gekennzeichnet durch eine ständige Erhöhung der Leistungsdichte dieser Komponenten, bedingt durch eine Steigerung des Integrationsgrades und Verringerung ihrer Abmessungen. Dadurch gewinnt die Problematik der thermischen Belastung insbesondere beim Betrieb von Bauelementen, Baugruppen und Geräten infolge zunehmender Wärme-Verlustleistungen immer größere Bedeutung. Deshalb sind zuverlässige und ökonomisch vertretbare Lösungen für einen effizienten Wärmeabtransport dringend erforderlich. Um Ausfälle infolge thermischer Überlastungen zu vermeiden bzw. eine hohe Zuverlässigkeit über die geforderte Lebensdauer der Komponenten zu garantieren, müssen zusätzlich Kühlkörper als Wärmesenken (heat sinks) an das Substrat der elektronischen Komponenten angefügt werden. Materialien für "heat sinks" sollen sich insbesondere durch eine optimale Wärmeleitung sowie geringe und an die jeweilige, oft komplexe Schaltungs- bzw. Packaging-Struktur der Bauteile maßgeschneidert anpaßbare, thermische Ausdehnung auszeichnen. Derzeit hierfür bekannte Werkstoffe weisen z.T. nicht unerhebliche Nachteile auf, die ihren Einsatz einschränken können (1-7): hohes spezifisches Gewicht (Cu/W, Cu/Mo), aufwendige Bearbeitung (Al/SiC), hohe Kosten (Diamant). Die Kombination von Kupfer mit einer hohen thermischen Leitfähigkeit und Kohlenstoff-Fasern mit extrem niedriger thermischer Ausdehnung in einem Verbundwerkstoff (MMC) bietet hierbei eine interessante Alternative, um das gewünschte Eigenschaftsbild in weiten Grenzen zu gestalten (8,9). Die Nutzung pulvermetallurgischer Verfahren zur Herstellung von Cu-MMCs mit C-Kurzfaserverstärkung wird am IFAM Dresden in Kooperation mit dem Verbundpartner ÖFZ Seibersdorf untersucht und ist Gegenstand dieser Arbeit.

Zeitraum	12 Okt. 1998 → 15 Okt. 1998
Ereignistitel	Werkstoffwoche München
Veranstaltungstyp	Sonstiges
Bekanntheitsgrad	International