3D-Integration in der Leistungselektronik , Teilvorhaben der RUWEL AG: Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Prozessfähigkeit von Materialien und Verfahren für die Herstellung von Leiterplatten mit integrierten Bauelementen
(Deutsch)
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Diese Arbeit ist ein Teilvorhaben des Verbund projektes ,3D-lntegration in der Leistungselektronik', an dem die Firmen Philips Forschungslaboratorien, Isola AG, Straschu, Ruwel AG sowie der Lehrstuhl EMF der Universität Erlangen beteiligt sind. Durch die Integration von passiven leistungselektronischen Komponenten in neuartige Verdrahtungs-/Bauelementeträger soll eine Höchstintegration und neue Funktionalitäten in der Leistungselektronik erreicht werden. Im Rahmen des Tellvorhabens wurden Multilayer-Leiterplatten mit integrierten Widerständen durch Einsatz von Widerstandsfolie bzw. Carbonpasten hergestellt. An diesen Leiterplatten wurden Zuverlässigkeitsuntersuchungen nach IPC-Richtlinien durchgeführt und die Auswirkungen auf das Verhalten der Widerstandswerte festgestellt. Die Einflussnahme von leiterplattenspezifischen Herstellungsprozessen auf die integrierten Widerstände wurde untersucht. Für Kapazitätsmaterial wurde ein Hochspannungstest (HiPot-Test) entwickelt, der es ermöglicht, an Zuschnitten (Panels) die Spannungsfestigkeit des Materials an vielen Messfeldem simultan zu prüfen. Damit wurde es dem Projektpartner Isola ermöglicht, gemeinsam einen umfangreichen Versuchsplan durchzuführen, um Ursachen von Spannungsdurchbrüchen zu finden und Optimierungen bei der Herstellung von C-Lam Material zu ermöglichen. An FPC-Materialien (Ferrite Polymer Composites) wurden Versuche zu deren Weiterverarbeitung (Lamination) als integrierter Bestandteil von Leiterplatten (Multilayer) durchgeführt. Für den Partner Philips wurden verschiedene Leiterplatten mit integrierten Induktivitäten hergestellt. Die Aufbautechnik variierte von flexiblen, zweilagigen Leiterplatten bis zu vierlagigen Multilayer-Leiterplatten. Zur Erhöhung der Induktivität wurden zusätzlich metallische Abschirmlagen aus Mu-Metall aufgebracht und strukturiert.
3D-Integration in der Leistungselektronik , Teilvorhaben der RUWEL AG: Zuverlässigkeitsuntersuchungen und Prozessfähigkeit von Materialien und Verfahren für die Herstellung von Leiterplatten mit integrierten Bauelementen