Das Ziel des Projekts All2GaN (Affordable smart GaN IC solutions for greener applications) ist es, GaN-Leistungshalbleiter für viele Anwendungen bereitzustellen. Die im Projekt entwickelten Bauelemente werden in elf industriellen Use-Case-Demonstratoren getestet, um das Effizienzpotenzial systematisch zu bewerten. Über alle Anwendungsfälle hinweg erwarten die Forschenden eine durchschnittliche Verlustreduktion von rund 30 Prozent. Zudem wollen sie eine Integrations-Toolbox entwickeln, die eine neue Generation modularer, leicht integrierbarer GaN-Leistungshalbleiter präsentiert.
Die Entwicklung geeigneter Techniken zur Kontaktierung der Bauelemente auf Leiterplattenebene ist essenziell, um die Vorteile von Galliumnitrid in realen Anwendungen nutzen zu können. Während sich andere Projektpartner mit klassischen Lötverfahren oder Sintertechniken befassen, konzentrieren sich die Forschenden des Fraunhofer IZM auf die Thermokompression. Dieses Verfahren eignet sich besonders für Fine-Pitch-Anwendungen mit Strukturgrößen unter 10 µm.
Dabei spielt das am Fraunhofer IZM entwickelte nanoporöse Gold (NPG) eine zentrale Rolle. Es besteht aus einem dreidimensionalen Netzwerk aus feinen Goldligamenten im Nanometerbereich und entsteht durch das selektive Herauslösen von Silber aus einer Gold-Silber-Legierung. Im Zuge der fortschreitenden Miniaturisierung mikroelektronischer Systeme rückt das Material zunehmend in den Fokus moderner Verbindungstechniken.
NPG ermöglicht die Nutzung einer lötfreien Fügetechnik zur direkten Chipkontaktierung auf organischen Leiterplatten und bietet aufgrund seiner schwammartigen Struktur ein deutlich erweitertes Prozessfenster als konventionelle Lötverfahren.
Das ursprünglich bis April 2026 geplante Projekt wurde bis zum 30.10.2026 verlängert. (jr)
