HSMtec als innovative Basis moderner Leistungselektronik

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Integration hoher Querschnitte in das Board ermöglicht sowohl die Kombination von Leistungs- und Steuerelektronik in einer einzigen Platine, als auch die Erzeugung eines durchgängig metallischen thermischen Pfades vom Hotspot (z.B. MOSFET, IGBT, Hochleistungs-LED, etc.) bis zur Wärmesenke (Kühlkörper, Gehäuse). HSMtec ermöglicht darüberhinaus die Konstruktion von selbsttragenden mehrdimensionalen Leiterplatten für unterschiedlichste Anwendungen (auch in Kombination mit hohen Strömen und Wärmemanagement). HSMtec – Hohe Ströme Die partielle Integration von Kupferprofilen in die Leiterplatte erlaubt es, hohe Ströme bis zu typischerweise 400A auf Innen- als auch Außenlagen in der Leiterplatte zu führen und gleichzeitig mit feinsten Leiterplattenstrukturen auf denselben Lagen zu kombinieren. Kupferprofile mit einer Dicke von 0,5 mm und Breiten von bis zu 12 mm können dabei flexibel miteinander kombiniert werden, um ausreichende Querschnitte zur Stromführung zur Verfügung zu stellen und damit die resultierende Eigenerwärmung der Hochstromleitungen auf ein Minimum zu reduzieren. Die direkte Ankontaktierung der Profile ermöglicht eine einfache Aus- und Einkopplung der Ströme in die Leiterplatte wobei geprüfte SMD- als auch THT-Steckervarianten zur Verfügung stehen. Die erreichbare Leistungsdichte auf der Leiterplatte ist dabei um ein Vielfaches höher als bei vergleichbaren Alternativtechnologien, wo es oftmals nicht mehr möglich ist, die hohen Ströme in den Zuleitungen moderner Leistungsbauteile auf der verfügbaren Fläche zu realisieren. HSMtec - Wärmemanagement Grundlage eines optimalen thermischen Managements auf der Leiterplatte ist die Minimierung des thermischen Widerstandes. Dieser berechnet sich wie folgt: d… Dicke [µm] A… Querschnitt [mm 2 ] λ… Spezifische Wärmeleitfähigkeit [W/mK] HSMtec Seite 2 / 8 Datum: August 2010
Ein Blick auf die spezifische Wärmeleitfähigkeit (siehe Abbildung 1) zeigt die Bedeutung des durchgängig metallischen Pfades von der Wärmequelle bis zur Wärmesenke und das Leistungspotential von HSMtec. Denn Kupfer leitet Wärme 1000-fach besser als FR4 bzw. 10.000 fach besser als stehende Luft. Abbildung 2: Wärmeleitfähigkeit von Materialien Dank HSMtec kann dadurch eine Minimierung des thermischen Widerstandes erreicht werden. Der rasche und direkte Abtransport der Wärmeverlustleistung von Leistungsbauteilen trägt somit wesentlich dazu bei, die Erwärmung dieser Bauteile zu senken und damit deren Lebensdauer und Effizienz zu erhöhen. Die intelligente Kombination von integrierten Kupferprofilen mit modernen Leiterplattentechnologien wie Micro- und Thermovias ermöglicht die direkte metallische Ankontaktierung der Lötflächen (Bauteile, Kühlkörper) an die Profile, wodurch Nadelöhre im thermischen Pfad vermieden werden. Ein optimierter Lagenaufbau sorgt zusätzlich für rasche Wärmespreizung und unterstützt somit das gesamte thermische Konzept. HSMtec – 3D - Leiterplatten Mit HSMtec wird es möglich, sowohl Standard-, als auch Hochstromleiterplatten und HSMtec Seite 3 / 8 Datum: August 2010
Seite 1: HSMtec als innovative Basis moderne
Seite 5 und 6: Abbildung 4: Mehrdimensionale HSMte
Seite 7 und 8: Der reibungslose Betrieb von Winden

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