INNOVATIONS­ZENTRUM

Die Zukunft der Leiterplatte

Im Innovationszentrum von SCHWEIZER wird die Zukunft der Leiterplatte erforscht und erprobt. Hier werden Plattformen für künftige Kundenanforderungen erarbeitet und neue Technologien für neue Produkte zur Verfügung gestellt.

Neue Kundenanforderungen und unsere Produktideen werden gleichermaßen in der Technologieentwicklung berücksichtigt. Wir hören Ihnen als unseren Kunden gut zu und ermitteln gemeinsam Ihre zukünftigen Bedürfnisse. Gleichzeitig leiten wir aus aktuellen Mega-Trends die richtigen Schlüsse ab, um zukünftige Lösungen frühzeitig zu antizipieren.

Schwer­punkte

Leistungselektronisches Embedding im Fokus

Ein Entwicklungsfokus liegt derzeit auf eingebettete Leistungselektronik in der Leiterplatte, das sogenannte p² Pack Embedding. Während für 48 V Anwendungen im Automobilbereich bereits die Serienvorbereitungen in Gange sind, wird bereits an der nächsten Produktgeneration gearbeitet: eingebettete "Wide bandgap" Halbleiter für Spannungen von 400-1.200 V.

Mit leistungselektronischem Embedding lässt sich die Leistungsdichte erhöhen und die Schaltungsverluste minimieren. Dadurch können Stromrichter immer kleiner und effizienter gebaut werden. Durch höhere Effizienz von Antriebsumrichtern kann die elektrische Reichweite von batteriebetriebenen und Hybrid-Fahrzeugen gesteigert werden, während der Aufwand für die Kühlung sinkt.

Werden Leistungsschalter zusammen mit Kondensatoren eingebettet, lässt sich die Leistungsdichte weiter steigern und die Zuverlässigkeit erhöhen. Durch eine zusätzliche Option, der Integration von Shunts, kann auch die Strommessung ins Innere der Leiterplatte verlagert werden.

Inno­vations

Hochvolt Pack

Die 48 V Technologie im Automobilbereich ist einer der größten Wachstumsbereiche. Mit der 48 V Technologie kann der Antriebsstrang von Mild-Hybrid Fahrzeugen sehr kompakt und mit höchster Effizienz unterstützt werden. Für den Einsatz in Hybrid- oder Elektro-Fahrzeugen ist es erforderlich, die Betriebsspannung für die Leistungselektronik weiter zu erhöhen.

F&E

Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten

Derzeit wird die nächste Plattform-Generation vorbereitet. So wird das Hochvolt p² Pack Spannungen bis 1200 V unterstützen. Die verwendeten Halbleiter-Materialien sind sogenannte „Wide-bandgap Halbleiter“, mit denen sich die Effizienz von Umrichtern noch weiter steigern werden.

Förder­projekte

iRel4.0
In einem europäischen Konsortium wird mit über 70 Unternehmen an der Zuverlässigkeit zukünftiger elektronischer Systeme geforscht. SCHWEIZER setzt hier auf Embedding Lösungen, welche durch die Integration der Halbleiter in die Leiterplatte die Anzahl an notwendigen Schnittstellen reduziert, beziehungsweise ein dediziertes Halbleiter-Packaging der kritischen Komponenten vermeidet.

SiC Modul Förderprojekt
Gemeinsam mit einem nationalen Konsortium wurde vom Januar 2018 bis Dezember 2020 ein motorintegrierter Inverter erforscht, welcher die p² Pack Embedding Lösung mit Siliziumkarbid Halbleiter kombiniert.

KoRRund Förderprojekt
Im Förderprojekt KoRRund wird zusammen mit Projektpartner, ein neuartiges Radar System entwickelt werden, um kompletten Umfeld vom Auto in Echtzeit zu erkennen und zu überwachen. Durch Einsatz von modifizierter FR4-Flex Technologie wurden konforme Radarsensoren realisiert. Zusätzlich wird SCHWEIZER Embedding Technologie in HF Anwendung erprobt. Durch die direkte Einbettung von Rader MMICs in die Leiterplatte wird der Signalpfad zur Antenne deutlich verkürzt, was Signalverlust minimiert. Außerdem erhöht das System die Zuverlässigkeit und bietet das Potential, die gesamten Systemkosten zu reduzieren.

Publika­tionen

Publikationen

Konferenz: Advancements In Thermal Management 2019 (Konferenz, Denver, CO)
Titel: Advanced Thermal Management in PCBs for Future Power Electronics
Autor: M. Martina

 

 


Konferenz: SIA Power Train & Electronics (Internationaler Kongress, Paris)
Titel: The breakthrough in 48V interconnect technology and its roadmap to high voltage solutions
Autoren: C. Roessle, T. Gottwald, M. Martina

 

 

Konferenz: Elektronische Baugruppen und Leiterplatten (EBL 2020, Fellbach)
Titel: PCB Embedding von SiC MOSFET für automotive Leistungselektronikmodule
Autoren: A. Birkhold, M. Martina

 

 

Konferenz: 11th International Conference on Integrated Power Electronics Systems (CIPS 2020, Berlin)
Titel: SiCmodul - Modular high-temperature SiC power electronics for fail-safe power control in electrical drive engineering
Autoren: C. Marczok, M. Martina, M. Laumen, S. Richter, A. Birkhold, B. Flieger, O. Wendt, T. Päsler

 

 

Proceedings of the 16th European Radar Conferenc
Titel: Investigation of Bent PCB Laminates for Conformal Antennas at 80 GHz
Autoren: J. Mayer, M. Martina, J. Kowalewski, T. Zwick

 

 

Konferenz: International Workshop on Automotive Radar for Fully Automated Driving (2020, virtuel)
Titel: Panel level packaging and system in board technologies for conformal radar frontend
Autoren: T. Nguyen, J. Chen, J. Mayer

 

 

Paper: IEEE Transactions on Antennas & Propagation
Titel: PCB Laminates for Automotive Radar Antenna Modules under Different Environmental Conditions
Autoren: J. Mayer, M. Martina, T. Gottwald, T. Zwick

 

 

Kontakt

Thomas Gottwald

Director Innovations