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OptoelektronikMehrdimensionale LED-BeleuchtungPlatinentechnik für intelligentes und effizientes WärmemanagementTrotz verbesserter Wirkungsgrade wird bei LEDs noch ein großer Anteil der elektrischen Leistung in Wärmeumgewandelt. Zudem kommen immer häufiger UHB-LEDs (Ultra High Brightness) mit bis zu zehn oder mehr Wattpro Gehäuse und LED-Arrays mit vielen eng nebeneinander platzierten Leuchtdioden zum Einsatz. Ein effizientesWärmemanagement ist unabdingbar, jedoch stellt dies eine große Herausforderung bei Leiterplatten dar. Die PlatinentechnikHSMtec schafft Abhilfe. Autor: Stefan Hörth60 elektronik industrie 04/2012
You CAN get it...Da die meisten UHB-LEDs für dieWärmeableitung lediglich eine vergleichsweisekleine Fläche von oftnur wenigen mm2 bieten, ist eineschnelle Wärmeableitung direkt unterhalb derLED ebenso wie ein möglichst geringer thermischerWiderstand der Leiterplatte von großerBedeutung. Zwar hat die Leiterplatte ihrSchattendasein verlassen und ist in den letzten20 Jahren rapide zu einem multifunktionalenElement innerhalb eines elektronischen Systemsavanciert. Jedoch hat die Entwicklungvon Leiterplatten-Technologien, welche dieRealisierung hoher Ströme und effektiver Entwärmungskonzepteermöglichen, in vielenPhasen in Einbahnstraßen geführt.Eine solche Leiterplatte muss hohen Strömentrotzen und für die Entwärmung hitzeproduzierenderLeistungsbauteile, sowiehochgetakteter Prozessoren sorgen können.Die von Häusermann konzipierte und vornehmlichfür Hochstrom-Anwendungen entwickelteWärmemanagement-TechnologieHSMtec besticht durch ihre selbsttragendenmehrdimensionalen Konstruktionsmöglichkeiten.Mit ihr ist es möglich, hohe Strömeund die Hitzeentwicklung zügig auf zulässigePartial- und Systemtemperaturen zu drosseln.HSMtec: Integrierte KupferelementeDie Technik, die nach DIN EN 60068-2-14und JEDEC A 101-A qualifiziert und fürLuftfahrt und Automotive auditiert ist,geht selektiv vor: Nur dort, wo tatsächlichhohe Ströme durch die Leiterplattefließen sollen, wird dasmassive Kupfer – sei es als Profiloder in Drahtform – in die Leiterplatteintegriert. Derzeitstehen 500 µm hohe Profilemit Breiten von 2,0 mm bis12 mm in variabler Längezur Verfügung und bei Drähten hat sich derDurchmesser von 500 µm etabliert. Die mitden Leiterbildern stoffschlüssig verbundenenStrukturen lassen sich mittels Ultraschallverbindungstechnikdirekt auf das Basiskupferauftragen und mit FR4-Basismaterial in jedebeliebige Lage eines Multilayers integrieren.Dass dabei Kupfer zum Einsatz kommt, hatmehrere Gründe: Es weist im Vergleich zuAluminium die doppelte Wärmeleitfähigkeitauf und sorgt somit für eine schnelle Wärmeableitungohne isolierende Zwischenschichtenunterhalb des Heatpads der LED. Ein weitererVorteil von Kupfer und dem LeiterplattenbasismaterialFR4 sind die Wärmeausdehnungseigenschaften:Speziell in Verbindungmit Keramik-LEDs weisen Leiterplatten aufKupfer- bzw. FR4-Basis eine hohe Beständigkeitgegen thermische Beanspruchungen auf,die auf Umgebungs- oder Betriebsbedingungenund weitere Temperaturzyklen wie etwafür intelligente Beleuchtungssteuerungen zurückzuführensind. Auf diese Weise lässt sichdie Lebensdauer und Zuverlässigkeit der gesamtenBeleuchtungseinheit im Vergleich zuüblichen Metallkern-Leiterplatten auf Aluminiumbasisdeutlich erhöhen.Intelligentes WärmemanagementEin effizientes Wärmemanagement der Bauelementeauf Leiterplatten muss immer aufdie jeweilige Applikation zugeschnitten sein,da hierbei viele verschiedene Faktoren zu berücksichtigensind. So erfordert es viel Erfahrung,die Entwärmung sowohl hinsichtlichökonomischer als auch technischer Aspektezu optimieren. HSMtec wurde von unabhängigenPrüfinstituten qualifiziert und setzt aufStandard-FR4-Material. Zudem wird es imStandard-Herstellungsprozess gefertigt undgewährleistet damit eine einfache Weiterverarbeitbarkeit.Auf einen BlickUnberührte LeiterplattentechnikHSMtec ist die selektive Integration von Drähtenund Profi len in Standard-FR4-Leiterplatten.Sie stemmt hohe Ströme und sorgtgleichzeitig für die rasche Entwärmung vonelektronischen Baugruppen. Wichtig hierbeiist, dass die übrige Leiterplattentechnik unberührtbleibt und dass keinerlei zusätzlicheSoftwaretools für das Design notwendig sind.infoDIREKT584ei0412Alle Preise verstehen sich zzgl. MwSt., Porto und Verpackung. Irrtümer und technische Änderungen vorbehalten.Hardware und Softwarefür CAN-Bus-Anwendungen…PCAN-RepeaterRepeater zur galvanischenTrennung von zwei CAN-Bus-Segmenten mit Busstatusanzeigeund schaltbarer Terminierung.PCAN-Explorer 5180 €PCAN-miniPCICAN-Interface für Mini PCI-Steckplätze. Optional mitgalvanischer Trennung. Als EinundZweikanal-Karte erhältlich.ab 200 €Universeller CAN-Monitor,Tracer, symbolische Nachrichtendarstellung,VBScript-Schnittstelle,erweiterbar durch Add-ins(z. B. Instruments Panel Add-in).ab 450 €Das im Verbund mit Arrow, Kathrein-Austria , Creeund Häusermann realisierte Projekt LEDagon zeigtanschaulich, welche Möglichkeiten die PlatinentechnikHSMtec bietet.www.peak-system.comOtto-Röhm-Str. 6964293 Darmstadt / GermanyTel.: +49 6151 8173-20Fax: +49 6151 8173-29info@peak-system.com
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