Leistungshalbleitermodule mit erhöhter Integration - Funktionalitäten, Stand der Technik, Trends

Abstract:
Für die Integration zusätzlicher Funktionen in Module über den Einbau der eigentlichen Leistungshalbleiter hinaus kommen neben der klassischen Form der Gatetreiber viele weitere Funktionen, wie Strom-, Temperatur- und Spannungssensoren, Hilfsspannungsversorgungen, galvanische Trennstellen und Microcontroller in Frage. Der vorliegende Aufsatz stellt den diesbezüglichen Stand der Technik dar, bewertet den funktionsbezogenen Nutzen einer Integration und beleuchtet Stand, Motivation und Potenziale zur Verfügung stehender Package Technologien. Es wird herausgearbeitet, dass zwischen geringen und hohen Regelungsanforderungen und den Ausgangsleistungsklassen zu unterscheiden ist. Diese unterscheiden sich in Bezug auf den Wert einer Microcontrollerintegration und der Notwendigkeit galvanischer Trennstellen. Package Technologien sind im unteren Leistungsbereich durch kostengetriebene Reduktion auf wenige Materialien bestimmt. Im höheren Leistungsbereich dagegen kommen aufgrund der Komplexität der Funktionen unterschiedliche Substrate für Elektronik und Leistungsteil zum Einsatz.