Aufbau- und Verbindungstechniken auf Basis von Leiterplattentechnologien für WBG-Leistungstransistoren

Packaging and interconnection technologies based on printed circuit board technologies for WBG power transistors

  • Diese Arbeit untersucht Aufbau- und Verbindungstechniken auf Basis von Leiterplattentechnologien für Wide-Bandgap-Leistungstransistoren mit schnellen Schaltvorgängen. Mit dem Ziel ein überschwingungsfreies Schalten zu erreichen, werden niederinduktive Konzepte für Zweilevel- und Dreilevel-Inverter im Hinblick auf verschiedene Schichtdicken bzw. Leiterplattentechnologien vorgestellt und diskutiert. Dabei konnte gezeigt werden, dass Schaltzellen unter Berücksichtigung von parasitären Kapazitäten so niederinduktiv gestaltet werden können, dass ein Überschwingen beim Schaltvorgang keine Limitierung mehr darstellt. Neuartige Aufbau- und Verbindungstechniken, wie die Integration der Halbleiter in den Kern der Leiterplatte, können zudem die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften im Vergleich zu konventionellen Bauelementen verbessern. Dünnfilmtechnologien zeigen eine bessere Störfestigkeit bzw. ein geringeres Übersprechen auf andere Signalleitungen. Außerdem wurden Filtermaßnahmen zur Reduzierung von hochfrequenten Störspannungen, die durch kurze Schaltzeiten entstehen, untersucht.
  • This work investigates packaging and interconnection technologies based on printed circuit board technologies for wide-bandgap semiconductors with fast switching transients. In order to minimize voltage overshoots and ringing, low-inductance designs for two- and three-level topologies are presented and the influence of the layer thickness with respect to circuit board technologies is discussed. Due to the low inductance designs, voltage overshoots are no longer a limitation for switching cells. Novel packaging and interconnection technologies, such as the integration of bare dies in the core of the circuit board, improve the electrical, thermal and mechanical properties compared to discrete components. A benefit of thin-film technologies is the interference immunity. Furthermore, filters for reducing high-frequency interference voltages caused by fast switching were investigated.

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Metadaten
Author:Eduard Dechant
URL:https://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:91-diss-20220614-1648042-1-0
Referee:Ralph Kennel, Norbert SeligerORCiD
Document Type:Doctoral Thesis
Language:German
Publication Year:2022
Granting Institution:Technische Universität München
Date of final exam:2022/06/14
Tag:WBG-Leistungstransistoren
faculties / departments:Fakultät für Ingenieurwissenschaften