Am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) wurde ein neuartiges industrielles Fertigungsverfahren entwickelt. Damit lassen sich kostengünstige FR4-Leiterplattensubstrate in der Leistungselektronik herstellen.
Die Hybridleiterplatte fasst mehrere Funktionen in einem Bauteil zusammen.
Fraunhofer ILT
Gemeinsam mit Projektpartnern haben Wissenschaftler am Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) im BMWi-geförderten Projekt CLAPE ein neuartiges industrielles Fertigungsverfahren entwickelt. Damit können FR4-Leiterplattensubstrate jetzt auch in der Leistungselektronik, zum Beispiel für Elektromotoren, hergestellt werden. Sie sollen im Vergleich zu konventioneller Leistungselektronik aus Keramik bis zu 20-mal günstiger sein.
Das neue Fertigungsverfahren ermöglicht es, auf nur einer Leiterplatte gleichzeitig Signal- und Stromübertragung zu realisieren. Zum Einsatz kommen dafür speziell angepasste Leiterplatten, die per Kaltgassprühverfahren lokal nach konkretem Bedarf genau so verdickt wurden, dass unterschiedlich starke Leiterbahnen ohne thermische Beschädigung per Laserstrahlmikroschweißen stoffschlüssig mit der Leiterplatte verschweißt werden konnten.
Potenzial von Hybridleiterplatten
Die Hybridleiterplatten können so mehrere Funktionen innerhalb eines Bauteils zusammenfassen. "Setzt sich das Verfahren in der Praxis durch, könnte sowohl der Bauraum für die Leistungselektronik als auch das Gesamtgewicht von E-Autos signifikant reduziert werden, was sowohl in einer höheren Reichweite als auch einem langfristig geringeren CO2-Ausstoß münden würde", sagt Projektleiter Woo-Sik Chung aus der Gruppe Mikrofügen am Fraunhofer ILT.
Das neue Verfahren ist noch nicht marktreif und bedarf noch einiger Anpassungen. In nächsten Schritt wollen die Forscher die Selektivität beim Kaltgassprühverfahren optimieren und die Kosten weiter reduzieren. Neben dem Fraunhofer ILT waren die ILFA GmbH und der französischen KMU Ouest Coating am dreijährigen Projekt beteiligt.