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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 werden systematisch an Hand eines 1200V/50A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasitären Widerstände und Induktivitäten des Embedded-Moduls 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 23kW 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 werden systematisch an Hand eines 1200V/50A Demonstrators untersucht. Ein Benchmark mit einem herkömmlichen, kommerziell verfügbaren Leistungsmodul mit identischen Halbleiterbauelementen verdeutlicht die Vorteile der Technologie: die parasitären Widerstände und Induktivitäten des Embedded-Moduls 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 23kW 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, Armin Stogel, Franz Hadersbeck, Maik Hohmann
Identifier:978-3-9614-4026-9 OPAC HS OPAC extern
Parent Title (German):Elektronische Baugruppen und Leiterplatten EBL 2018: Multifunktionale Aufbau- und Verbindungstechnik - Beherrschung der Vielfalt : Vorträge der 9. DVD/GMM-Tagung in Fellbach am 20. und 21. Februar 2018
Publisher:DVS Media
Place of publication:Düsseldorf
Document Type:conference proceeding (article)
Conference:Elektronische Baugruppen und Leiterplatten EBL 2018, 20.- 21. Februar 2018, Fallbach, Germany
Language:German
Year of first Publication:2018
Release Date:2021/05/11
Tag:LILIPUT
Number of pages:8 Seiten
First Page:267
Last Page:274
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
Liliput – Leiterplattenintegrierter Dreipunktwechselrichter
Publication reviewed:begutachtet
Verstanden ✔
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