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Aktuelles aus der Angewandte Forschung

Elektromobilität, Materialien, Bionik, Medizintechnik, Erneuerbare Energien, Universität, Wissenschaft

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FraunhoferHöhere Betriebszuverlässigkeit leistungselektronischer Systeme bei verringertem Fertigungsaufwand in der Automobilelektronik – das ist das Ziel eines neuen, von der Bayerischen Forschungsstiftung geförderten Projekts. In dem Forschungsvorhaben untersuchen Bauelemententwickler von Semikron und Wissenschaftler vom Fraunhofer IISB gemeinsam die Ausfallmechanismen und die Zuverlässigkeit integrierter passiver Siliciumbauelemente. Diese Bauelemente sind beispielsweise ein wichtiger Baustein alltagstauglicher Elektronikkomponenten bei der flächendeckenden Einführung der Elektromobilität.

Durch die hohen Energien, die in Leistungsmodulen – wie etwa für Elektrofahrzeuge – auf kleinstem Raum übertragen werden, führt das Fehlverhalten eines einzelnen Bauelements im Allgemeinen bereits zur Zerstörung des gesamten Moduls. Während die aktiven Leistungsschalter auf Siliciumbasis in der Regel bereits eine hohe Zuverlässigkeit erreichen, besteht bei den für die äußere Beschaltung benötigten passiven Bauelementen noch deutlicher Verbesserungsbedarf. Bisher werden beispielsweise Kondensatoren und Widerstände als einzelne diskrete Bauelemente in den Modulen verbaut. Die Forscher fassen jetzt die passiven Komponenten in einem Chip zusammen und montieren diesen – wie den aktiven Teil – direkt auf das Keramiksubstrat der Module. Durch den Einsatz solcher monolithisch in Silicium integrierter passiver Bauelemente können robustere Leistungsmodule aufgebaut sowie deren Lebensdauer verlängert werden. Bei dem Forschungsvorhaben steht entsprechend die Reduzierung der Ausfallraten von passiven Bauelementen in Leistungsmodulen im Vordergrund. Dadurch werden Störungen beim Betrieb eines Gesamtsystems, wie zum Beispiel bei Elektro- und Hybridfahrzeugen, Aufzügen oder Flurförderfahrzeugen, verringert.


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