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Till Huesgen, Ankit Sharma, Johann Schnur, Thomas Kuwan, Niko Haag, Franz Hadersbeck, Maik Hohmann

• 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 wird systematisch an Hand eines 1200 V / 50 A 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 23 kW 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.