Mobile-Menu

Aufbau- und Verbindungstechnik

Embedded Power Devices und Logik in Hochstromleiterplatten

< zurück

Seite: 5/5

Anbieter zum Thema

Schweizer Electronic AG

So funktioniert die Technik des Embedded Smart p² Pack

Miniaturisierung von Hochleistungselektronik setzt voraus, dass Schaltungsverluste bestmöglich minimiert und Verlustleistung auf engem Raum effizient abgeführt werden kann. Die Verwendung der Smart p² Pack-Technologie ermöglicht ultraflache Leistungsmodule mit einer Dicke von 1 bis 1,4 mm, die eine geringere Verlustleistung und ein verbessertes Schaltverhalten aufweisen, indem Embedding-Techniken und Prozesse aus der Leiterplatten-Industrie zum Einsatz kommen.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 11 Bildern

Ausgangspunkt bei Smart p² Pack sind Leadframes, in denen Kavitäten zur Aufnahme von Leistungshalbleitern eingebracht werden. Der nächste Fertigungsschritt bringt in diese Kavitäten (Aussparungen) den Leistungshalbleiter ein, und zwar derart, dass die Oberfläche des Halbleiters eben zur Oberfläche des Leadframes ist.

Die so aufgebauten Leadframes werden mit Hilfe von klassischen Leiterplatten-Prozessen zu einem dreilagigen Aufbau laminiert. Alle Bonddrähte werden dabei durch eine Leiterplatten-Verdrahtungsebene über dem Chip ersetzt. Das Ansteuern der Gates erfolgt über Leiterbahnen und die Source Pads werden flächig ausgeführt, um sowohl einen niederohmigen elektrischen Anschluss als auch eine gute thermische Spreizung der abzuführenden Verlustleistung zu erreichen.

Das Ankontaktieren an die Oberseite der Chips erfolgt auf galvanischem Weg durch kupfergefüllte Sacklöcher, die das Dielektrikum auf der Oberseite durchdringen. Alle Halbleiter müssen eine für diese Prozesse kompatible Oberflächenmetallisierung haben.

Der Aufbau des p² Packs ist symmetrisch gehalten, was zu einem minimierten Pumpeffekt bei thermischen Zyklen führt. Die massiv ausgeführten Kupferlagen über und unter dem Leadframe führen konstruktiv zu einer doppelseitigen Kühlung des Halbleiters, obwohl nur die Unterseite an einen Kühlkörper angeschlossen werden muss. Je nach Leadframe-Dicke kann so bis zu ein Drittel der auftretenden Verlustleistung über die Oberseite gespreizt und durch das Package nach unten auf den Kühlkörper abgeführt werden.

Das p² Pack selbst kann als 1:1-Ersatz eines DCB-Substrats mit einem Logik-Kontroll-Board kombiniert werden. Aufgrund der Tatsache, dass das p² Pack eine Bauhöhe von nur 1 bis 1,4 mm hat, ist es möglich, noch einen Schritt weiter zu gehen und ein derart flaches Bauteil in ein Logik-Kontroll-Board einzubetten. So erreicht man sehr kurze Verbindungen vom Gate-Treiber zu den Gate-Kontakten der Leistungshalbleiter. Auf dem Kontroll-Board kann der Treiber-Baustein direkt über den Leistungshalbleitern platziert werden, während die Verbindung zum Gate durch kupfergefüllte Durchkontaktierungen von der Außenlage zum p² Pack hergestellt wird. An der Unterseite des Smart p² Pack lässt sich unter Verwendung von thermischem Interface-Material ein Kühlkörper montieren.

* Thomas Gottwald ist Director Innovation, Christian Rößle ist VP Sales & Marketing bei der Schweizer Electronic AG, Schramberg.

Artikelfiles und Artikellinks

(ID:43531380)

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung. Die Einwilligungserklärung bezieht sich u. a. auf die Zusendung von redaktionellen Newslettern per E-Mail und auf den Datenabgleich zu Marketingzwecken mit ausgewählten Werbepartnern (z. B. LinkedIn, Google, Meta).

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Weiterführende Inhalte