Projekt Nano4LE

Motivation:

Die Initiative Nanomaterialien für die Leistungselektronik soll Stakeholder aus den beiden Bereichen zielführend vernetzen und Einsatzmöglichkeiten vorhandener Nanomateriallösungen bei Anwendungen in der Leistungselektronik evaluieren.

Mögliche Ansatzpunkte und Einsatzbereiche sind:

• Vergussmassen
• thermal interface materials
• temporäre oder elektrisch
  leitfähige Klebstoffe
• …

Ziele:

• Akteure aus den beiden Clustern nachhaltig vernetzen
• Einsatzmöglichkeiten vorhandener Nanomateriallösungen bei Anwendungen in der Leistungselektronik aufzeigen
• Die Umsetzung neuer Lösung beschleunigen
• Entwicklungsrichtungen mit hohem Potenzial aufzeigen
• Innovationen an der Schnittstelle der beiden Cluster initiieren und begleiten

Dieses Kooperationsprojekt wurde im Rahmen der "Cross-Cluster-Bayern 2022"- Initiative durchgeführt und durch die beiden Cluster Leistungselektronik und Nanotechnologie organisiert.
 

Bericht

Ansprechpartner: 

Dr.-Ing. Bernd Bitterlich                Dr.-Ing. Peter Grambow
Cluster Leistungselektronik           Nanoinititative Bayern GmbH
Tel.  0911 / 810288-14                 Tel.  0931 / 31-89374

Projekt Online4All 

Laufzeit 8/21-7/22

Motivation:

Die derzeit durchgeführten Online-Schulungen stellen meist ein aus der Pandemie erzwungenes "emergency remote teaching" dar. Das technische und methodische Potential derartiger digitaler Veranstaltungen wird selten genutzt.

Zielsetzung im Projekt ist die Gestaltung moderner digitaler und interaktiver Schulungen,

• die im Vergleich zu Präsenzveranstaltungen in allen Belangen qualitativ mindestens gleichwertig sind
• und den Teilnehmern einen Mehrwert durch interaktive Komponenten bieten.

Mit Interaktion sind sowohl die Kommunikation zwischen Teilnehmern und Referenten, sowie bei den Teilnehmern untereinander gemeint, als auch die Möglichkeit für Teilnehmer, den Schulungsablauf in Teilen individuell mitzugestalten (beispielsweise während einer virtuellen Versuchsdurchführung).

Konkrete Projektziele:

1. Recherchebericht über existierende Online-Methoden:

Es soll eine umfassende Übersicht vorhandener Methoden und Technologien erstellt werden, die zur Realisierung moderner interaktiver Online-Schulungen verwendet werden könnten.
Recherche der technischen Möglichkeiten, die sich zum Einsatz bei digitalen Weiterbildungsmaßnahmen eignen könnten. Besonders interessant sind hierfür neuartige digitale Konzepte aus angrenzenden Bereichen wie z.B. Online-Wartung, Online-Anlagenabnahme oder Durchführung von F&E-Arbeiten in Teams über global verteilte Standorte hinweg.
Erste Ergebnis: fast alle Online-Tools können erfolgreich auch zur Auflockerung von Präsenz-Veranstaltungen verwendet werden!

Recherchebericht

2. Konkrete Durchführung einer modernen digitalen und interaktiven Pilotschulung

Die fachliche Wissensvermittlung steht natürlich an erster Stelle; die Online-Methoden dienen dazu, den Inhalt besser zu verdeutlichen sowie die Aufnahmefähigkeit und Motivation der Teilnehmer*innen zu verbessern.

3. Analyse des Feedbacks zur Pilotschulung

Die Bewertung des Konzeptes und der eingesetzten Tools soll in die Gestaltung zukünftiger Schulungen von ECPE einfließen.

 Das Projekt "online4all" wurde öffentlich gefördert im Rahmen des Programms go-cluster: "Förderung von Modellprojekten zur Entwicklung zukunftsweisender Clusterkonzepte und neuartiger Geschäftsmodelle".

Cluster Internationalization - WBG Cooperation with Japan

Project duration: 1/16 – 10/21

In the course of the internationalization measure sponsored by the Federal Ministry of Education and Research, the cluster has been strengthening cooperation with Japan since early 2016. The two innovation regions are working on the new generation of wide-bandgap power semiconductors, an effort that is leveraged with coordinated strategies and joint research projects. Bilateral meetings and workshops not only broaden the technical exchange, they also broaden cultural understanding.

During a concept phase in 2016 and 2017 a series of national and international workshops, training courses and expert discussions lead to a better understanding of the research needs of wide-bandgap power electronics and the benefits for both regions were laid down in an 'internationalization strategy paper'.

The implementation phase with two research projects funded by the German Federal Ministry for Education and Research started in August 2018.

Find out more about the 'IsoGap' and 'SiC-DCBreaker' projects interlinked with research efforts by our Japanese cooperation partners.

Abschlussbericht

Project IsoGap

Project duration: 8/18 – 10/21

Motivation

To fully exploit the potential of WBG Power Semiconductors in automotive applications e.g. for EVs and HEVs a new, highly integrated power module packaging technology is required. Main target is the miniaturization of the power electronic converters which means a significant in-crease in power density and therewith of temperature. This can lead to highly integrated 3D power modules e.g. with double-sided cooling.

The complex structure with gaps and shadowing of the modules on the one side, and the higher temperatures with the related wider temperature swings on the other side, lead to major challenges for the electrical isolation and climate protection. Therefore, advanced passivation, coatings and encapsulation systems have to be developed which will fulfill these requirements. These encapsulation or coating systems have to be optimized for high temperatures (≤ 300°C) and high dielectric strength.

Furthermore, todays reliability tests have to be modified for the higher temperatures and the wider temperature ranges in active and passive temperature cycling as well as in electrochemical humidity and corrosion testing. This will be another focus of the proposed project.

Scope of the project

• Parylene coating for narrow gaps and 3D structures
• Comparison of various test structures and treatments
  (cleaning, coating, gap variations, etc.)
• Reliability testing
• Application in 3D-Integrated WBG power modules

Abschlussbericht

Project SiC-DCBreaker

Project duration: 8/18 – 7/21

Motivation

Today there is a general trend towards utilization of DC networks not only related to the automotive on-board network and photovoltaic systems but also addressing home and office power networks as well as power grids in industrial production sites. However, there is a general challenge related to DC networks which is the spark-free and arcing-free switching/interruption of DC power. State of the art solutions are special mechanical switches suppressing the arcing (possible in low voltage applications) or hybrid solutions for higher voltages. Both solutions are bulky, heavy and expensive

Scope of the project

The project ´Electronic Circuit Breaker for DC Networks´ aims at a full electronic solution taking benefit out of the low Ron resistance of SiC power devices. The project aims at different applications in the voltage range of several hundred volts DC. Two technology pathways are pursued:

• Development of monolithically -integrated SiC-DC-breaker based on SiC JFET
• Optimization of SiC-MOSFET for low on-resistanc

Abschlussbericht