Neue Konzepte der Aufbau- und Verbindungstechnik in der Leistungselektronik durch Nutzung des Kaltgasspritzens

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Das Kaltgasspritzen ist ein spezielles Verfahren des thermischen Spritzens. In einem Gasstrahl werden Pulverpartikel dergestalt beschleunigt, dass sie mit Überschall-Geschwindigkeit auf das Substrat treffen, um dort unter bestimmten Bedingungen fest haftende Schichten zu bilden. Die Schmelztemperatur der Partikel wird dabei nicht erreicht. Hauptvorteile des Kaltgasspritzens sind die geringe Porosität und der geringe Sauerstoffgehalt der Schichten sowie die geringe thermische Belastung des Substrates. Diese Vorteile führen dazu, dass die elektrische und thermische Leitfähigkeit metallischer Schichten nahezu Werte der kompakten Werkstoffe erreichen. Eine Strukturierung ist über Schablonen möglich. Anwendungen ergeben sich insbesondere in der Leistungselektronik. Die Vorteile des Verfahrens kommen zum Tragen, wenn hohe Ströme geleitet oder Verlustwärme effektiv abgeleitet werden müssen. Beispiele sind die Abscheidung lötbarer Cu-Schichten auf schwer benetzbaren Oberflächen wie Al-Kühlkörpern oder Al2O3 Schaltungsträgern, das selektive Verstärken von Leiterbahnen auf Schaltungsträgern und das Aufspritzen von lötbaren Zwischenschichten zum Ausgleich stark differierender thermischer Ausdehnungskoeffizienten bei der Montage von DCB-Substraten.