Die Entwicklung verlustarmer Leistungselektronik ermöglicht effiziente Elektromobilität und
regenerative Energiesysteme. Mit den neuen leistungsfähigeren Halbleitermaterialien wachsen
auch die Anforderungen an das in der Leistungselektronik eingesetzte Fügematerial. Das sog.
Silbersintern löst durch seine hervorragenden Materialeigenschaften und hohe Beständigkeit
konventionelle Weichlote in leistungselektronischen Modulen ab. Die Verwendung von hochwertigen
Silberpartikeln als Fügematerial führt allerdings auch zu gesteigerten Kosten für
Leistungselektronik. In dieser Arbeit werden Kupferpartikel als Substitut für Silber in einem
Fügematerial für Leistungselektronik untersucht. Die Eigenschaften der im Drucksintern
erzeugten kupfernen Verbindungsschichten werden beschrieben. Die Auswertung der gesinterten
Gefügestruktur elektrischen Leitfähigkeit Wärmeleitfähigkeit thermischen Ausdehnung und
mechanischen Eigenschaften wie Zugfestigkeit Plastizität sowie Kriechverhalten ermöglichen die
Einordnung des Kupfer-Sintermaterials gegenüber bestehenden Fügetechnologien. Der Einfluss der
Prozessfaktoren (Druck Temperatur und Prozesszeit) auf die Eigenschaften der gesinterten
Kupferverbindung wird dargelegt und erlaubt die Bewertung der industriellen Umsetzbarkeit
anhand eines Prozessfenster. In Alterungstests sowie passiven und aktiven Zuverlässigkeitstests
wird das Potential von Kupfer als Fügematerial für Leistungselektronik der Zukunft gezeigt.
