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Leiterplattenembedding von Halbleiterbauelementen für die Leistungselektronik – vom Modul zum System

  • Das Einbetten von Halbleiterbauelementen in Leiterplatten ist ein alternativer Ansatz zur Steigerung der Leistungsdichte und Funktionalität von leistungselektronischen Systemen. Diese Arbeit stellt ein neuartiges Verfahren vor, bei dem die Halbleiter nach der Leiterplattenfertigung in Kavitäten eingebettet werden. Die Betriebscharakteristik derartiger Leiterplattenmodule wird systematisch an Hand eines 1200 V / 50 A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasitären Widerstände und Induktivitäten des EmbeddedModuls sind gegenüber der Referenz um 86 % bzw. 65 % verringert. Der thermische Widerstand fällt um 29 % niedriger aus. Mit diesen Daten wurde eine theoretische Analyse auf Systemebene durchgeführt, wobei ein 23 kW Antriebsumrichter als Beispielanwendung dient. Alleine durch das Leiterplattenembedding ist eine Steigerung der Ausgangsleistung um 14,5 % möglich. Eingriffe in dieDas Einbetten von Halbleiterbauelementen in Leiterplatten ist ein alternativer Ansatz zur Steigerung der Leistungsdichte und Funktionalität von leistungselektronischen Systemen. Diese Arbeit stellt ein neuartiges Verfahren vor, bei dem die Halbleiter nach der Leiterplattenfertigung in Kavitäten eingebettet werden. Die Betriebscharakteristik derartiger Leiterplattenmodule wird systematisch an Hand eines 1200 V / 50 A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasitären Widerstände und Induktivitäten des EmbeddedModuls sind gegenüber der Referenz um 86 % bzw. 65 % verringert. Der thermische Widerstand fällt um 29 % niedriger aus. Mit diesen Daten wurde eine theoretische Analyse auf Systemebene durchgeführt, wobei ein 23 kW Antriebsumrichter als Beispielanwendung dient. Alleine durch das Leiterplattenembedding ist eine Steigerung der Ausgangsleistung um 14,5 % möglich. Eingriffe in die Schaltungstechnik sind dazu nicht notwendig.show moreshow less

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Metadaten
Author:Till HuesgenORCiD, Ankit Bhushan Sharma, Johann Schnur, Thomas Kuwan, Niko Haag, Franz Hadersbeck, Maik Hohmann
Identifier:978-3-9818439-1-0 OPAC HS OPAC extern
Parent Title (German):Symposium Elektronik und Systemintegration
Subtitle (German):von der Sensorik bis zur Aktorik in interdisziplinärer Anwendung : Tagungsband zum Symposium, 11. April 2018, Hochschule Landshut
Publisher:Cluster Mikrosystemtechnik, Hochschule Landshut
Place of publication:Landshut
Document Type:conference proceeding (article)
Conference:1. Symposium Elektronik und Systemintegration ESI 2018, 11. April 2018, Landshut, Germany
Language:German
Year of first Publication:2018
Release Date:2021/01/18
Tag:Halbleiterbauelement; Leiterplattenembedding
Volume:2018
Number of pages:9 Seiten
First Page:44
Last Page:52
Institutes:Fakultät Elektrotechnik
Dewey Decimal Classification:6 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
Research focus:FSP1: Energie
Publication Lists:Huesgen, Till
Sharma, Ankit Bhushan
Research Project:hiDrive – Hochintegrierter Antriebsumrichter
Publication reviewed:begutachtet
Verstanden ✔
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