Schaltungskonzepte und Prozesstechnik - Ergebnisse aus dem Förderprojekt VISA: Integration von Halbleiter-bauelementen

Inhalt:
Das vom BMBF geförderte Projekt VISA (Vollintegrierte leistungselektronische Systeme in der Automobilindustrie) wurde Mitte 2011 erfolgreich abgeschlossen. VISA erarbeitete Lösungsansätze, um auf zukünftige Herausforderung, elektronische Schaltungen auf Leiterplattenbasis im Bereich des Automobilbaus, Antwort zu geben. Antrieb war u.a. die Forderung nach höchster Qualität und Miniaturisierung bei gleichzeitigem Kostendruck. Bekannt ist, dass durch Integration von Komponenten in die Leiterplatte Raum für weiteres Schaltungsdesign zur Verfügung gestellt werden kann. Es gibt bereits heute erste Produkte, die "embedding" Konzepte aufgreifen. In VISA wurde noch weiter gedacht: Es wurden innovative Schaltungskonzepte (Stichwort: Verlustreduzierung, Schaltverluste) und deren konkrete Umsetzungsmöglichkeiten (Stichwort: integrale Fertigung) verifiziert. Es ist gelungen, VISA an sehr herausfordernden, verschiedenen Schaltungsanwendungen (Automatikgetriebe-Steuergerät, LED Lampenelektronik und DC-DC Wandler zur Batteriespeisung aus Solarenergie zur Maximierung der Batterielebensdauer) zu demonstrieren. Ist das potentielle "embedding" Schaltungssystem analysiert, zeigt sich, dass z. T. ganz unterschiedliche Ansätze der Schaltungstopologie zielführend sein können. Für integrierte Induktivitäten und Flächenkondensatoren wurden verschiedene Konzepte und neue Materialien bgzl. Reduzierung von Verlusten analysiert. Das Einbetten von MOSFETs und myControllern mit neuesten und neu entwickelten Verfahren konnte industriell umzusetzen werden. Einer ausreichenden Wärmeableitung sowie einer hohen thermomechanischen Zuverlässigkeit wurde ebenso besondere Beachtung geschenkt. Konzepte und Prozesse zum Einbetten von Halbleitern in die Leiterplatte bilden einen Schwerpunkt im Vortrag.