Produktionstechnologien für die Leistungselektronik (PEPLab)2.5 ECTS
(englische Bezeichnung: Production Technologies for Power Electronics)

Lehrveranstaltungen:

• • Praktikum Produktionstechnologien für die Leistungselektronik
    (Praktikum, 2 SWS, Uwe Scheuermann et al., Einführungsveranstaltung: tbd. Alle weiteren Praktikumstermine stehen bereits fest und sind über StudOn einsehbar (Link siehe unten). Außerdem wird eine Exkursion zu SEMIKRON angeboten.)

Inhalt:

Die Leistungselektronik gewinnt zunehmend an Bedeutung und wird derzeit vor allem durch Anwendungen mit Bezug zu regenerativen Energien und Elektromobilität getrieben. In fünf Versuchen werden unterschiedliche Aspekte der Auslegung und der Produktion leistungselektronischer Baugruppen behandelt.

• Im ersten Versuch wird die optimale Platzierung von Leistungsbauelementen auf dem keramischen Substrat hinsichtlich elektrischer und thermischer Eigenschaften analysiert. Mit Hilfe von Softwaretools werden die (gegensätzlichen) Anforderungen und Wechselwirkungen verdeutlicht.
  

• Der zweite Versuch behandelt das Dickdrahtbonden zur elektrischen Kontaktierung zwischen Halbleitbauelement und Substrat. Es gilt in iterativen Schritten die optimalen Prozessparameter zu bestimmen, die Anlage für Serien-Bonds vorzubereiten und die Testbaugruppen elektrisch/thermisch zu charakterisieren.
  

• Die Sintertechnologie ist ein in der Leistungselektronik weit verbreitetes Verfahren zur elektrischen und thermischen Ankontaktierung. In Versuch drei wird das Verfahren für den Einsatz in einem Druckkontaktmodul angewendet und qualifiziert (mechanische und elektrische Prüfung).
  

• Neben den klassischen Verfahren der Aufbau- und Verbindungstechnik wird im Praktikum in Versuch vier eine exemplarische Baugruppe auf Basis eines neuartigen Moduls mit Druckfederkontakten bis hin zur Gehäusemontage und dem Verguss hergestellt. Die Funktionalität wird an einer Solaranlage mit Demonstrations-Wechselrichter verifiziert.
  

• Versuch fünf beschäftigt sich mit der thermischen Charakterisierung von leistungselektronischen Baugruppen, da dem thermischen Management eine enorme Bedeutung bei der Auslegung von Leistungselektronik zukommt. Es werden vergleichende Temperaturmessungen am Prüfstand mit unterschiedlichen Messverfahren (Spot-Pyrometer, Messung über Temperatursensoren) eingesetzt, mit der Simulation abgeglichen und entsprechend den gestellten Anforderungen und Belastungsarten geeignete Messmethoden abgeleitet.
  

Lernziele und Kompetenzen:

Nach dem Besuch der Lehrveranstaltung sind die Studieren-den in der Lage:

• typische Anwendungsgebiete leistungselektronischer Systeme zu nennen
• Unterschiede und Anforderungen der AVT in der Leis-tungselektronik gegenüber der AVT in der Signalelektronik aufzuzeigen
• Gestaltungsregeln leistungselektronischer Baugruppen im Spannungsfeld thermischer und elektrischer Anforderungen zu bestimmen und anzuwenden
• den Verfahrensablauf beim Dickdraht-Bonden und Löten als klassische Verbindungsverfahren in der Leistungselektronik zu beschreiben, sowie relevante Einflussgrößen zu benennen
• die wichtigsten Anforderungen an die Fertigungsprozesse für innovative Fügetechnologien in der AVT zu definieren
• Möglichkeiten und Grenzen thermischer Charakterisie-rungsverfahren in der Leistungselektronik aufzuzeigen

Organisatorisches:

Weitere Informationen bei:
Dipl.-Ing. Martin Müller

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science)
   (Po-Vers. 2009 | TechFak | Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science) | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Hochschulpraktikum Studienrichtung Maschinenbau | Praktikum Produktionstechnologien für die Leistungselektronik)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Praktikum Produktionstechnologien für die Leistungselektronik (Prüfungsnummer: 48301)

(englischer Titel: Production Technologies for Power Electronics)

Studienleistung, Praktikumsleistung, unbenotet, 2.5 ECTS

weitere Erläuterungen:
Die Prüfungsleistung wird durch die erfolgreiche Teilnahme an 4 halbtägigen Versuchen sowie einer Exkursion erbracht.

Erstablegung: SS 2017, 1. Wdh.: WS 2017/2018

1. Prüfer:

Jörg Franke