Für moderne Leistungselektronik der nächsten Generation hat das Unternehmen mit Ultramid Advanced N3U41 G6 ein Polyphthalamid entwickelt, das als Gehäusematerial von IGBT-Halbleitern für weniger Energieverbrauch und mehr Leistung sorgt.
Das PPA Ultramid Advanced N3U41 G6 der BASF, Ludwigshafen, ist ein Werkstoff für den wachsenden Bedarf an Materialien für leistungsstarke, zuverlässige Elektronikkomponenten z. B. für Elektrofahrzeuge, Hochgeschwindigkeitszüge, digitale Fertigungsstraßen und die Erzeugung erneuerbarer Energien. Semikron Danfoss, Spezialist für Leistungselektronik, verwendet jetzt das PPA für das Gehäuse seines Semitrans 10 IGBT, der in Wechselrichtern von Photovoltaik- und Windkraftanlagen verbaut werden kann. Dank seiner hohen chemischen Beständigkeit und Dimensionsstabilität verbessert Ultramid Advanced N die Widerstandsfähigkeit, die Langlebigkeit und die Zuverlässigkeit dieser IGBTs und erfüllt damit die steigenden Anforderungen nach geringem Energieverbrauch, höherer Leistungsdichte und mehr Effizienz. IGBTs (IGBT: Insulated-Gate Bipolar Transistor) ermöglichen die effiziente Schaltung und Steuerung von Schaltkreisen in der Leistungselektronik.
Semikron Danfoss verwendet das PPA Ultramid Advanced N3U41 G6 für das Gehäuse seines Semitrans 10 IGBT, der in Wechselrichtern von Photovoltaik- und Windkraftanlagen verbaut wird. (Foto: BASF)
„IGBTs sind ein wesentliches Element der modernen Elektronik, vor allem bei den erneuerbaren Energien“, erläutert Jörn Großmann, Research & Predevelopment, Semikron Danfoss. „IGBTs müssen bei höheren Temperaturen arbeiten und dabei langfristig ihre Stabilität und Leistung bewahren. Der Semitrans 10 hat neue Maßstäbe für Leistung und Effizienz gesetzt – auch dank der einzigartigen Eigenschaften des BASF-PPA. Wir haben uns für diesen Werkstoff entschieden, weil er auch in rauen Umgebungen eine hervorragende elektrische Isolierung bietet und sehr robust gegenüber kurzfristigen Temperaturspitzen während der Fertigung ist.“ Die Kombination von Hochleistungsmaterial und smartem Design ermöglicht höhere Schaltgeschwindigkeiten, geringere Leitungsverluste und verbessertes Wärmemanagement – die wichtigsten Anforderungen in der Leistungselektronik.
In aktuellen IGBTs wird oft das PBT Ultradur der BASF eingesetzt. Das neue PPA wurde entwickelt, um die stetig steigenden Anforderungen an IGBTs der nächsten Generation in der sich rasant entwickelnden Leistungselektronik zu erfüllen. Hier werden Werkstoffe verlangt, die höheren Temperaturen standhalten, eine dauerhafte elektrische Isolierung bieten und ihre Dimensionsstabilität auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen wie Feuchtigkeit, Staub und Schmutz bewahren. Das lasersensitive Ultramid Advanced N3U41 G6 LS mit nicht-halogeniertem Flammschutzmittel vereint hohe Wärmebeständigkeit mit geringer Wasseraufnahme und guten elektrischen Eigenschaften. Es weist eine hohe Kriechstromfestigkeit (CTI: Comparative Tracking Index) von 600 (nach IEC 60112) auf. Dank der geringeren Kriechstrecke eignet es sich damit gut für die Miniaturisierung von IGBTs. Darüber hinaus bietet es laut BASF bessere Isoliereigenschaften als andere Werkstoffe, die bislang für die Fertigung von Leistungsschaltern verwendet wurden. Das nach UL zertifizierte PPA bietet zudem einen hohen relativen Temperaturindex (RTI: Relative Thermal Index) von 150 °C.
Für die Herstellung von IGBTs ist das PPA der BASF auch mit den Vergussmaterialien kompatibel, die nach dem Spritzgießen bei der Halbleitermontage mit Metallstiften und -klammern zum Einsatz kommen.
