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13.03.2020

Leistungsbausteine für 48-V-Systeme

eMobility

Infineon Technologies erweitert das erweitert Angebot an Leistungsbausteinen für 48-V-Systeme im Auto. Es sind neue Gehäusevarianten der 80-V- und 100-V-MOSFETs mit OptiMOS-5-Technologie verfügbar, um unterschiedliche Anforderungen verschiedener 48-V-Applikationen zu bedienen. Dazu hat das Unternehmen einen neuen Fertigungsprozess eingerichtet und produziert die Chips nun auf seiner Linie für 300-Millimeter-Dünnwafer in Dresden.

© Infineon

© Infineon

Laut Infineon dürfte sich die Produktion von Fahrzeugen mit 48-V-Bordnetz und Mild-Hybrid-Antrieb zwischen 2020 und 2030 mehr als verzehnfachen. Deshalb erweitert das Unternehmen parallel zum Portfolio für Hochvolt-Systeme in rein batterie-elektrischen Antrieben sowie Voll- und Plug-in-Hybriden auch das Angebot für 48-V-Systeme mit neuen Bausteinen und erweiterten Lieferkapazitäten.

Infineon verfügt über verschiedene 80-V- und 100-V-MOSFETs in OptiMOS-5-Technologie mit skalierbaren Durchlasswiderständen bis hinunter zu 1,2 mΩ. Für die vor allem in Kern-Applikationen eines Mild-Hybrids notwendigen hohen Leistungsdichten, zum Beispiel im Starter-Generator, Batterietrennschalter und DC-DC-Wandler, baut Infineon seine TOLx-Gehäusefamilie aus. Diese basiert auf dem etablierten TOLL-Produkt (TO-Leadless, 10 mm x 12 mm) für Kupfersubstrat-Leiterplatten und Ströme bis 300 A.

Daneben steht mit dem gleichen Footprint das TOLG-Gehäuse (TO Leads Gullwing-Design) für isolierte Metall-Substrate (IMS) mit Aluminiumkern. Da sich die Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kupfer und Aluminium unterscheiden, führt die Verwendung von IMS-Boards bei hohem thermo-mechanischen Stress zu einer erhöhten Belastung der Lötverbindungen zwischen Gehäuse und Leiterplatte. Um diese Belastung abzufedern, verfügt das TOLG-Gehäuse über Gullwing-Leitungen.

Neues Package für Top-Side-Kühlung

Im nächsten Schritt wird Infineon die TOLx-Familie um ein drittes Mitglied erweitern: das TOLT-Gehäuse (TO Leads Top-Side Cooling). Es ermöglicht die Wärmeableitung durch Top-Side-Kühlung über die Oberseite des Gehäuses statt über die Leiterplatte. Dadurch lässt sich die Leistung um mehr als 20 Prozent erhöhen und der Kühlaufwand auf der Platine reduzieren. Der Start der Volumenfertigung von TOLT-Produkten ist für 2021 geplant.

Neben der TOLx-Familie wird auch das Gehäuse-Portfolio für den Einsatz in Nebenaggregaten wie z.B. Lüftermotoren und Pumpen erweitert, die ebenfalls immer häufiger auf 48-V-Spannung umgestellt werden. Neu verfügbar sind Varianten im S3O8-Gehäuse (3,3 mm x 3,3 mm) für niedrigere Ströme bis 40 A. Sie ergänzen Produkte mit dem etwas größeren SSO8-Gehäuse (5 mm x 6 mm) für Ströme bis 100 A, die seit kurzem im Portfolio sind.

Mild-Hybrid-Antriebe auf Basis eines 48-V-Bordnetzes sind für Automobilhersteller ein Weg zu geringeren CO 2-Flotten-Emissionen. Sie erlauben unter anderem eine höhere Rekuperationsenergie gegenüber einem 12-V-System und nutzen die dabei gewonnene Energie für eine elektrische Unterstützung des Verbrenners. Darüber hinaus bietet eine 48-V-Spannung Leistungs- und Effizienzvorteile bei Sicherheits- und Komfortfunktionen mit hoher Stromlast, etwa bei der Stabilitätskontrolle oder bei Klimakompressoren. Je nach Konfiguration des Antriebs und Anzahl der Nebenaggregate lassen sich mit einem Mild-Hybrid die CO 2-Emissionen gegenüber einem reinen Verbrenner laut Infineon um bis zu 15 Prozent reduzieren.

Verfügbarkeit

Produkte in den TOLL-, TOLG-, SSO8- und S3O8-Gehäusen sind jetzt verfügbar. Der Start der Serienfertigung des TOLT-Gehäuses ist für Anfang 2021 geplant.

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