Heraeus Electronics Partner del progetto congiunto finanziato con fondi pubblici "KuSIn"

Aug 13, 2023

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Heraeus Electronics, esperto in materiali e soluzioni di materiali abbinati per l'imballaggio elettronico, è uno dei cinque partner del progetto congiunto triennale "KuSIn - Processi di sinterizzazione del rame che utilizzano riscaldamento a induzione per applicazioni di elettromobilità", finanziato dal Ministero federale tedesco dell'Economia Affari e azione per il clima (BMWK).

Il progetto comune è iniziato nel luglio 2023. Heraeus Electronics ha incontrato tutti i partner presso la sede del produttore di apparecchiature di sinterizzazione Budatec a Berlino per il lancio del progetto il 12-13 luglio 2023. Altri partner e partecipanti a questo progetto sono: Anche Vitesco Technologies come il Politecnico di Chemnitz e gli Istituti Fraunhofer ENAS e IMWS.

Nel progetto KuSIn verranno sviluppati paste, strumenti, macchine e processi per la sinterizzazione induttiva di particelle di rame per il fissaggio di (multi-)die e substrati nell'elettromobilità e relative applicazioni di elettronica di potenza. L'argento sarà sostituito dal rame come materiale di giunzione in modo efficiente sotto il profilo delle risorse. Le temperature di sinterizzazione più elevate richieste e la maggiore tendenza all'ossidazione del rame rispetto all'argento vengono affrontate mediante un riscaldamento induttivo rapido, selettivo ed efficiente dal punto di vista energetico. Si prevede che l’uso del rame come materiale di giunzione in combinazione con il riscaldamento a induzione consentirà miglioramenti significativi nei costi di processo e nell’efficienza energetica, pur mantenendo l’affidabilità rispetto ai tradizionali processi di sinterizzazione dell’argento. Soprattutto il maggiore utilizzo della sinterizzazione di substrati metallo-ceramici su dissipatori di calore o altre strutture di grandi dimensioni, ciò potrebbe supportare ulteriormente la diffusione della tecnologia di sinterizzazione a bassa temperatura nell’elettronica di potenza.

Heraeus Electronics svilupperà paste e processi di rame per la sinterizzazione induttiva di particelle di rame per il fissaggio di matrici e substrati per assemblaggi elettronici di potenza. Verranno affrontati sia la riduzione dei costi dei materiali che i parametri di processo ad alto costo come la temperatura, il tempo e la pressione di sinterizzazione.

Oltre a coordinare il progetto comune, Vitesco Technologies applicherà il nuovo processo di sinterizzazione nella costruzione di un modulo di potenza, che sarà testato attraverso test e analisi approfonditi e confrontato con lo stato dell'arte.

Nel suo sottoprogetto Budatec progetta e realizza un impianto di sinterizzazione con riscaldamento induttivo e atmosfere definite. Ciò consentirà di studiare e successivamente industrializzare il processo di sinterizzazione induttiva del rame.

L'Università di Tecnologia di Chemnitz progetterà e simulerà i componenti principali e il processo di sinterizzazione induttiva. Inoltre il sottoprogetto prevede la realizzazione di un modulo di sinterizzazione induttivo da integrare nell'impianto di sinterizzazione.

Gli Istituti Fraunhofer ENAS e IMWS svilupperanno la bobina di induzione e il processo di sinterizzazione del rame, oltre a eseguire la diagnostica dei materiali e le valutazioni dell'affidabilità nel loro sottoprogetto. A questo scopo, Fraunhofer ENAS concettualizzerà bobine di induzione miniaturizzate per il modulo di sinterizzazione induttiva, le realizzerà mediante processi microtecnologici e studierà l'applicazione della pasta sinterizzata di rame nel processo di sinterizzazione induttiva del rame. Il Fraunhofer IMWS si dedica alla ricerca basata sulla microstruttura delle paste sinterizzate di rame durante lo sviluppo e la lavorazione, nonché alle interazioni dei materiali (formazione di giunti, invecchiamento, degrado) nell'interfaccia di contatto sinterizzata induttivamente sulla base di metodi di indagine non distruttivi, preparazioni di target ad alta precisione , tecniche di analisi ad altissima risoluzione nonché metodi di caratterizzazione micromeccanica, termografica, elettrica e chimica.