Cluster Leistungselektronik: High Temperature Materials and Reliability Testing for WBG Power Electronics (IsoGap) – Teilvorhaben D

Das zur Anwendung kommende Beschichtungssystem wird für die speziellen Anforderungen von WBG-Halbleitermodulen optimiert. Es werden neuartige Isolationsmaterialien auf Polymerbasis eingesetzt. Die verwendeten Materialien besitzen eine hohe Temperaturstabilität, um Halbleitertemperaturen Tj von 300 °C zu ermöglichen. Die Spannungsfestigkeit des Materials ermöglicht die Isolation von 10 kV bei dünnen Schichten (< 100 µm), um die oberseitige Isolation des Halbleiters bei doppelseitiger Kontaktierung zu gewährleisten. Die Isolationseigenschaften inklusive des Teilentladungsverhaltens müssen auch bei sehr hohen Schaltflanken (dU/dt) und Temperaturen gegeben sein. Aufgrund der äußerst kompakten Bauweise hochintegrierter Module muss das Material eine sehr gute Spaltgängigkeit aufweisen, um auch Spalte mit Höhen < 100 µm defektfrei zu benetzen und zu füllen. Die Benetzung und damit die zuverlässige Haftung des Isolationsmaterials wird durch optimierte chemische Reinigungs- und Oberflächenaktivierungsprozesse für 3D-Aufbauten verbessert.