PCB Embedding

Eingebettetes Modul für leistungselektronische Anwendungen (500 W). Das Modul enthält Leistungs-MOSFETs und Kupferstrukturen zur Wärmespreizung
© TU Berlin | Volker Mai

Eingebettetes Modul für leistungselektronische Anwendungen (500 W). Das Modul enthält Leistungs-MOSFETs und Kupferstrukturen zur Wärmespreizung

Die „PCB Embedding“ Technologie ist als eine Methode zur Miniaturisierung elektronischer Systeme und Module mittlerweile fest etabliert. Verschiedene Hersteller aus dem Bereich der Leiterplattenfertigung und des Packaging bieten seit einigen Jahren Produkte, die mittels PCB Embedding hergestellt wurden, kommerziell an.

Bei der PCB-Embedding Technologie werden elektronische Bauteile in die Aufbaulagen der Leiterplatte integriert. Dadurch können sehr kompakte elektronische Systeme hergestellt werden. Die Bauteile sind in eine oder mehrere unterschiedliche Lagen eingebettet und über optimierte dreidimensionale Leiterzugstrukturen miteinander verbunden.

Ausgehend von den verfügbaren Komponenten (Halbleiter-Chips oder Bauteile in Packages) und deren Kontaktstrukturen können unterschiedliche Strategien für das Embedding eingesetzt werden. Der höchste Miniaturisierungsgrad und die beste Performance lassen sich durch das Einbetten von Halbleiterchips ohne Gehäuse erreichen. Darüber hinaus können aber auch kommerziell verfügbare Bauteile mit Gehäuse eingebettet werden. Damit können Baugruppe sehr robust und kompakt und darüber hinaus optimiert verdrahtet werden.

Am IZM werden im Hinblick auf die PCB Embedding-Technologie neue Anwendungsfelder erschlossen indem funktionale Prototypen hergestellt werden: Applikationen liegen beispielsweise in der Medizintechnik, Industrie- und Unterhaltungselektronik. Im Brennpunkt stehen dabei die Miniaturisierung, die hohe Zuverlässigkeit von Embedded-Modulen und die vorteilhafte elektrische Performance.

Das Potential des PCB Embedding wird in zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekten demonstriert und erweitert. Aktuelle Schwerpunkte sind dabei das Embedding von Leistungselektronischen Komponenten. Dafür werden hochrobuste elektrische Verbindungen, beispielsweise durch Sintern, und Strategien zur Wärmespreizung aus Embedded-Aufbauten entwickelt.