Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM
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Sensor bracelet measures a range of environmental forces to improve the treatment of lung diseases
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Dezember, 2022: Für eine Ausbildungsqualität auf höchstem Niveau: FMD startet mit dem Aufbau einer Mikroelektronik-Akademie
DE
Titel:
Für eine Ausbildungsqualität auf höchstem Niveau: FMD startet mit dem Aufbau einer Mikroelektronik-Akademie
Bildunterschrift:
(1) Mit dem Aufbau der Mikroelektronik-Akademie legt die Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) den Grundstein für moderne Ausbildungs-Angebote im Bereich der Mikro- und Nanoelektronik.
Copyright Fraunhofer Mikroelektronik
(2) Am 1. Dezember 2022 wurde Prof. Gerhard Kahmen, Wissenschaftlich-Technischer Geschäftsführer der IHP GmbH – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik, zum Direktor der Mikroelektronik-Akademie ernannt.
Copyright IHP GmbH
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October 18, 2022: Focus on cybersecurity: Researchers develop photonic encryptions
DE
Titel: Priorität Cybersicherheit: Forscher*innen entwickeln photonische Verschlüsselungen
Bildunterschrift:
Lotunterstützte Selbstjustage ermöglicht kostengünstigen Aufbau elektro-
optischer Schnittstellen für die Datensicherheit.
EN:
Title: Focus on cybersecurity: Researchers develop photonic encryptions
Caption:
Solder-driven self-alignment reduces the cost of producing electro-optical interfaces for greater data security.
Copyright:
Fraunhofer IZM | Volker Mai
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September 27, 2022: Let’s Meet Dr. Manuela Junghähnel: New Site Director at Fraunhofer IZM-ASSID
DE
Titel: Auf ein Wort mit Dr. Manuela Junghähnel: Neue Standortleitung am Fraunhofer IZM-ASSID
Bildunterschrift: Dr. Manuela Junghähnel
EN:
Title: Let’s Meet Dr. Manuela Junghähnel: New Site Director at Fraunhofer IZM-ASSID
Caption: Dr. Manuela Junghähnel
Copyright: Silvia Wolf
SiCeffizient: Effizienz und Reichweitensteigerung
Die Verwendung von SiC-Halbeitern in den Antriebsumrichtern wird immer gefragter. SiC bietet die Möglichkeit durch geringere Schalt- und Leitverluste im Vergleich zu Silicium-FETs die Leistungsdichte und die Effizienz im System zu erhöhen. Der am Fraunhofer aufgebaute Umrichter wurde in 6-phasiger Topologie realisiert. Mit dem passenden Elektromotor ergeben sich daraus einige Vorteile für den elektrischen Antriebsstrang.
FU-Integration – Hochintegrierter Frequenzumrichter für energieeffiziente Umwälzpumpen
SiC Modul
Allgemeine Aspekte
- Ultrakompakte Bauweise für einfache Systemintegration
- Integrierter Umrichter für ungeschirmte, extrem kurze Motorkabel
- Ein gemeinsamer Kühlkreislauf für Motor und Umrichter
Probleme des Wechselrichters
- Spitzenleistung von 255 kVA (für <1s)
- 24 SiC-MOSFETs
- Hochleistungsschaltzellen mit sehr niedrigem Lσ = 1,7 nH
- Ultraschnelle Schaltgeschwindigkeiten für geringste Schaltverluste
- 6 Phasen für redundante E-Maschinen
- 6 integrierte Phasen-Nebenschlussstromsensoren (für jede Phase)
- 12 integrierte PTC-Temperatursensoren (für jeden Schalter)
- Ultraschneller Kurzschlussstromdetektor
- Integrierter EMV-Filter
- Hochtemperaturanwendung bis zu 175°C Sperrschichttemperatur
Zustandsüberwachung für Windkraftanlagen
Bisher waren Material-, Struktur- und Prozessoptimierungen die einzige Möglichkeit die Zuverlässigkeit von leistungselektronischen Produkten zu steigern. Um jedoch einen kontinuierlich zuverlässigen Betrieb gewährleisten zu können, eignet sich die Realisierung eines geeigneten Konzepts zur Zustandsüberwachung (Condition Monitoring).
Leistungsmodul mit Substrat-Wasserkühlung für die Formel 1
Die wichtigsten Eigenschaften eines Leistungsmoduls für die Formel 1 sind eine höchstmögliche Leistungsdichte und ein geringes Gewicht. Volumen und Gewicht des vorgestellten Wandlers konnten im Vergleich zu früheren Versionen um ca. 50% reduziert werden. Dieser am Fraunhofer IZM gefertigte AC-DC-Wandler zur Energierückgewinnung verwendet eine direkte Substrat-Wasserkühlung, um Gewicht und Volumen zu minimieren und gleichzeitig einen geringen thermischen Widerstand durch einen kurzen thermischen Pfad zu gewährleisten.
Ag-Sintern großer Flächen
Für eine möglichst hohe thermische Leitfähigkeit bei gleichzeitig hoher Lebensdauer eignet sich das großflächige Silbersintern zwischen metallisierten Keramiksubstraten und einem Transferkühler. Untersuchungen an einfachen Proben, ein Sandwich aus Cu und AlMg3 (siehe Abbildung 1), haben gezeigt, dass sich Ermüdungsrisse sehr viel langsamer ausbreiten als bei Lotverbindungen. Der minimale Rissfortschritt nach 1000 Temperaturwechseln lässt sich im Ultraschallbild in Abbildung 2 an den Ecken gut erkennen. Eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Querschliffs der Ag-Sinterverbindung ist in Abbildung 3 dargestellt.
SiCefficient: Increase of efficiency and range
The use of SiC semiconductors in drive inverters is becoming increasingly popular. SiC offers the possibility of increasing the power density and efficiency in the system through lower switching and conduction losses compared to silicon FETs. The converter built at Fraunhofer was realised in a 6-phase topology. With the appropriate electric motor, this results in several advantages for the electric power train.
SiC Modul
Embedded SiC Power-Module
- Lσ,power module < 1.7 nH
- PCB Embedding: Smart p² Pack® Technology by SE AG
- Power range up 231 kVA (for a 6 phase inverter)
- Highest on-board function integration: Damped DC-Link, gate power supply, gate driver, 2 temperature sensors (one per switch), embedded current sensor, fast analogue short-circuit detection, signal insulation and digitalization
Condition Monitoring for Wind Turbines
Power module for Formula 1 with substrate water cooling
Main goals for a Formula 1 power module are highest power density and lowest weight. Volume and weight of presented converter could be reduced by roughly 50 percent compared to previous versions.
This AC-DC-converter for energy recovery, manufactured at Fraunhofer IZM, uses a direct substrate water cooling in order to minimize weight and volume and at the same time to provide a low thermal resistance due to a short thermal path.
Ag sintering of large areas
Large-area silver sintering between metallized ceramic substrates and a transfer cooler is suitable for achieving the highest possible thermal conductivity while maintaining a long service life. Investigations on simple samples, a sandwich of Cu and AlMg3 (see Figure 1), have shown that fatigue cracks propagate much more slowly than in solder joints. The minimum crack propagation after 1000 temperature cycles can be easily seen at the corners in the ultrasonic image in Figure 2. A scanning electron micrograph of a transverse section of the Ag sintered joint is shown in Figure 3.
