Verbundvorhaben: LaGaN - Leistungselektronik und anwendungsnaher Betrieb von energieeffizienten Galliumnitrid Leistungshalbleitern in der fahrzeugnahen Energiewandlungskette; Teilvorhaben: Systementwicklung und Leistungsbaugruppe
Zeitraum
2024-06-01 – 2027-05-31
Bewilligte Summe
971.646,33 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03ETE049A
Leistungsplansystematik
Stromspeicher - Verschiedenes [EA2389]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN5)
Förderprogramm
Energie
Leitziel des Verbundvorhabens ist, den Einsatz der neuartigen Leistungshalbeiterbauelemente aus Galliumnitrid (GaN) in einer neuen Generation elektrischer Antriebseinheiten für Elektrofahrzeuge zu untersuchen, welche die Vorteile des Halbleiters GaN gewinnbringend für die Bauraum- und Effizienzanforderungen ausnutzt. Gleichzeitig soll bei hohem Integrationsgrad der Elektronik ein fertigungsgerechter Aufbau zur Darstellung wettbewerbsfähiger Kostenziele erreicht werden. Hierzu sollen die erforderlichen System- und Aufbautechnologien so erforscht werden, dass eine Fertigbarkeit in Großserie grundsätzlich möglich ist. Diese Technologien sind heute für Automotive-Anwendungen so nicht verfügbar. Im Teilvorhaben werden insbesondere die Möglichkeiten von GaN Halbleitern in leistungselektronischen Modulen untersucht und ein Modulaufbau entwickelt, welcher das volle Potential des schnellen Schaltens der Bauelemente ausnutzen kann. Hierfür ist vor allem die Niederinduktivität des gesamten Modulaufbaus von Bedeutung. Nur mit einem niederinduktiven Modulaufbau kann das volle Potential der GaN-Bauelemente gewinnbringend genutzt werden. Dafür wird eine organisch isolierte Leadframe-Technologie verwendet. Ebenso wird die oberseitige Kontaktierung der Halbleiter untersucht, um diese möglichst niederinduktiv zu kontaktieren. Die Kontaktierungsmöglichkeiten bei der gegeben hohen Stromtragfähigkeit der Halbleiter ist auf Grund ihrer geringen Größe ein entscheidendes Entwicklungsmerkmal. Untersucht werden müssen die generellen Möglichkeiten zur Kontaktierung sowie die gegebene Metallisierung der Halbleiter für den Silbersinterprozess. Zusätzlich wird die mechanische Belastung des Halbleiters durch den Leadframe-Aufbau analysiert und gegebenenfalls Abhilfemaßnahmen geschaffen. Zudem wird eine geeignete, modulnahe oder in das Modul integrierte Treiberlösung entwickelt. Die Baugruppen werden mit geeigneten Anschlusskonzept in das zu entwickelnde Gesamtkonzept eingefügt und untersucht.