Teilentladungsuntersuchung zur hochspannungstauglichen Kontaktierung von Hochleistungsbauelementen

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Durch das Vordringen der Halbleitertechnik in Spannungsbereiche von einigen kV je Elemente ergeben sich Probleme hinsichtlich des hochspannungstauglichen Aufbaus entsprechender Module sowie hinsichtlich der Langzeitstabilität dieser Komponenten. Dabei erweist sich die Ätzkante der Kupfermetallisierung des Keramiksubstrats aufgrund ihrer Geometrie und er im Betrieb vorhandenen Feldbelastung als Hauptteilentladungsquelle und Ursache für einen Durchschlag der Isolierkeramik. Vor diesem Hintergrund verfolgt dieses Projekt das Ziel, neben weiterer Verbesserungen der Geometrie eine effektive resistive Feldsteuerung, die aus verfahrenstechnischen Gründen als die praktikabelste Lösung erscheint, auf der Basis von Feldberechnungen zu dimensionieren und zu realisieren. Zur Bewertung der Effektivität sowohl der Feldsteuerung als auch der kompletten neuen Kontaktierung kommt die Teilentladungsmessung zum Einsatz. Langzeituntersuchungen dienen der Auswahl eines möglichst TE-resistenten Weichvergußmaterials und der Bewertung der Langzeitstabilität von Modulen, die mit der entwickelten Kontaktierung aufgebaut werden. Das Zusammenspiel sämtlicher Verbesserungen dient zur Steigerung der Spannungsbelastbarkeit und der Lebensdauer von Halbleiterbauelementen hoher Leistung.