Hybride und elektrische Antriebe benötigen eine effiziente Leistungselektronik für die wesentlichen Subsysteme wie Inverter, Onboard-Charger oder DC/DC-Wandler. Letztendlich erfordert die Umsetzung der Elektromobilität auch leistungsfähige, Platz sparende und zuverlässige Verbindungs- und Packaging-Lösungen. Zudem sind auf dem Weg zum autonomen Fahren neue leistungsfähige Sensorsysteme mit Sensor-Fusion und eine schnelle Kommunikation erforderlich, alles unter Wahrung der funktionalen Sicherheit und Security. All diese wesentlichen Automotive-Trends adressiert AT&S mit innovativen Verbindungs- und Packaging-Lösungen.

Effiziente Power

Das Unternehmen erwartet in den nächsten Jahren ein überdurchschnittliches Wachstum bei Anwendungen im Zusammenhang mit Elektromobilität und setzt hier unter anderem auf Embedded-Power-Technologien, also der Einbettung von Leistungshalbleitern wie MOSFETs in die Leiterplatte. Zu den wesentlichen Vorteilen von ECP (Embedded Components Packaging) gegenüber der konventionellen Leiterplatten-Bestückung gehören die signifikante Miniaturisierung dank der höheren Integration sowie die verbesserte Zuverlässigkeit und das gute thermische Verhalten. Außerdem ermöglicht ECP eine integrierte EMI-Schirmung und unterstützt die Anpassung unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten (CTE, Coefficients of Thermal Expansion) für eine schnelle und einfache Systemintegration. Nachdem Silizium-basierte Lösungen langsam an ihre Grenzen kommen, verspricht der Einsatz von Wide-Band-Gap-Materalien wie GaN eine effizientere Leistungsumwandlung, mit einem höheren Wirkungsgrad und höherer Leistungsdichte. AT&S konnte hier in enger Zusammenarbeit mit Partnern sowohl die Abmessungen als auch die Kosten für diese neuen Bauelemente reduzieren und so zur schnelleren Adaptierung der neuen Technologien beitragen.

Basis für leistungsfähige Radar-Komponenten

Mit zunehmendem Automatisierungsgrad und damit anspruchsvolleren Fahrerassistenzsystemen (ADAS) steigt im Auto auch der Bedarf an Sensoren und unterschiedlichen Sensor-Technologien. Während bis Level 2 eine Kombination aus Kamera- und Radar-Systemen ausreicht, spielt ab Level 3 auch Lidar eine entscheidende Rolle. Aufgrund der immer höheren Frequenzen wie beispielsweise beim Rader müssen auch die Leiterbahnen auf den Leiterplatten als HF-Komponenten betrachtet und entsprechend ausgelegt werden. AT&S hat Leiterplatten entwickelt, die im Frequenzbereich bis zu 80 GHz die erforderliche, auch kosteneffiziente Performance bieten. Diese Technologien sind beispielsweise die Basis für leistungsfähige Radar-Komponenten (Long-Range Radar mit 77/79 GHz) in Fahrerassistenzsystemen und damit unabdingbare Voraussetzung für autonomes Fahren.

Investitionen

AT&S ist ein Hersteller von hochwertigen Leiterplatten und IC-Substraten und erweitert mit einem Investitionsaufwand von rund 40 Mio. Euro seine Technologiekompetenz im Bereich der Automobilelektronik. Man produziert an den bestehenden Standorten Nanjangud, Indien und Fehring, Österreich, Hochfrequenz-Leiterplatten für Anwendungen, die zum Beispiel bei Sensoren für Abstandsmessungen eingesetzt werden.

Entscheidend ist eine möglichst schnelle, störungsfreie Signalübertrag mit minimierten Verlusten. Die Verluste lassen sich in dielektrische, resistive, reflexionsbedingte sowie Verluste bedingt durch Abstrahlung unterteilen. So wird das HF-Signal in der Leiterplatte durch verschiedene Parameter wie Länge des Leiters, Basismaterial (Verlustfaktor und Dielektrizitätskonstante), Reflektionen aufgrund von Bohrungen und Fehlanpassung der Impedanzen, Übersprechen zwischen Leitern (Crosstalk) und Störeinstrahlung von externen Quellen (EMV-Abschirmung) beeinflusst.

AT&S adressiert all diese Aspekte. So arbeitet man zudem intensiv an neuen Materialien, um die Dielektrizitätskonstanten und den Verlustfaktor weiter zu senken. Weitere Lösungen umfassen sehr dünne Kupferfolien mit geringer Rauigkeit (bei ausreichender Haftung) für maximale Geschwindigkeit oder asymmetrische Hybrid- oder Sandwich-Aufbauten (FR4 für die Digital-Layer und Keramikmaterialien wie PTFE für die High-Speed-Layer) für kosteneffiziente Leiterplattentechnologien bis zu Frequenzen von 80 GHz.

Hybride und elektrische Antriebe benötigen eine effiziente Leistungselektronik für die wesentlichen Subsysteme wie Inverter, Onboard-Charger oder DC/DC-Wandler.

Hybride und elektrische Antriebe benötigen eine effiziente Leistungselektronik für die wesentlichen Subsysteme wie Inverter, Onboard-Charger oder DC/DC-Wandler. AT&S