Die Leistungselektronik stellt eine Schlüsseltechnologie bei allen elektrischen Fahrzeugantrieben dar. Die widersprüchlichen Forderungen nach hoher Energiedichte, hoher Umgebungstemperatur, hoher Lebensdauer und niedrigen Kosten werden von den verfügbaren Leistungselektronikmodulen in Standardtechnik nicht erfüllt. Die Systeme müssen bei Kühlmitteltemperaturen von bis zu 125 Grad C, mechanischen Vibrationen von bis zu 20 g und minimalem Bauraum eine Lebensdauer von mindestens 15 Jahren erreichen. Diese hohen Anforderungen an die Aufbau- und Verbindungstechnik von Leistungselektronik für automobile Anwendungen schränken den Einsatz herkömmlicher Verbindungsverfahren, wie Löten, Kleben und Drahtbonden ein. Die Niedertemperatur-Verbindungstechnik hat sich bei hohen Temperaturen als deutlich lastwechselfester erwiesen. Die aufwändige und kostenintensive Prozessierung jedoch hat bisher einem Einsatz in der Automobilindustrie widersprochen. Kurze Zykluszeiten und niedrige Produktionskosten sind entscheidend für die Serienproduktion von Fahrzeugteilen. Hierzu wurden ein Verfahren und die dafür nötigen Werkzeuge für die gleichzeitige Prozessierung der Leistungshalbleiter und aller Kontakte in einem Leistungselektronikmodul entwickelt. Der zeitliche Aufwand des Gesamtprozesses wird damit reduziert, was das Verfahren der Niedertemperatur-Verbindungstechnik auch wirtschaftlich interessant macht. Es wurden wesentliche Voraussetzungen geschaffen, automotivetaugliche Leistungselektronikmodule unter Anwendung der Niedertemperatur-Verbindungstechnik kostengünstig herzustellen. Die Integration des neuartigen Verfahrens in einen getakteten Produktionsprozess zur Serienfertigung von Leistungselektronikmodulen ist Gegenstand der derzeitigen Forschungsarbeit. Dabei wird besonderes Augenmerk auf die Verfahren zu einer abschließenden Qualitätskontrolle gelegt.
Optimierung der Niedertemperatur-Verbindungstechnik zum Aufbau von Leistungselektronikmodulen für Automotive-Anwendungen
2009
8 Seiten, 9 Bilder, 2 Tabellen, 9 Quellen
Conference paper
German
Aufbau- und Verbindungstechnik für Mechatronik-Anwendungen im Automobil
Tema Archive | 2001
|Hochtemperaturelektronik im Kraftfahrzeug: Aufbau und Verbindungstechnik fuer Anwendungen bis 200 øC
Automotive engineering | 2005
|