Leiterplatten für hohe Stromdichten und effizientes Wärmemanagement (2)

Iceberg®: gleichmäßiges Oberflächenniveau über das gesamte Leiterbild

Iceberg®-Leiterplatten sind partielle Dickkupfer-Leiterplatten. In einer Verdrahtungsebene gibt es Bereiche mit 50 bis 70 µm Kupfer für die Steuerung und Bereiche mit bis zu 400 µm Kupfer für die Last. Das dicke Kupfer wird weitgehend in der Leiterplatte versenkt. Dadurch entsteht eine einheitliche Oberflächentopografie über das gesamte Leiterbild, wodurch sich das Bestücken der Leiterplatte vereinfacht.

Das „Versenken“ von zwei Dritteln der Kupferdicke im Basismaterial ermöglicht eine minimale Kupferdicke des gesamten Leiterbildes außerhalb des Basismaterials. Vorteil: In nur einem Gießvorgang, lassen sich die Leiterzugflanken prozesssicher mit Lötstopplack abdecken.

Iceberg®-Strukturen eignen sich auch als Wärmesenke für Leistungsbauteile und sind zur Optimierung des thermischen Managements mit durchkontaktierten Bohrungen (Vias) kombinierbar.

HSMtec® nutzt massive Kupferelemente in den Innenlagen

Bei HSMtec® werden massive Kupferelemente selektiv in den Innenlagen und unter Außenlagen des FR4-Multilayers verlegt und mit Ultraschall stoffschlüssig mit dem Basiskupfer der geätzten Leiterbilder verbunden. Nach dem Verpressen der Lagen befinden sich die Kupferprofile unter den Außenlagen und/oder in den Innenlagen des Multilayers. Die übrige Leiterplatte bleibt davon unberührt. Der Multilayer wird im Standard-Herstellungsprozess gefertigt und im üblichen Bestückungs- und Lötprozess weiterverarbeitet.

Die massiven Kupferprofile im Inneren des Multilayers ermöglichen auch dreidimensionale Konstruktionen. Durch Kerbfräsungen senkrecht zu den Kupferprofilen, lassen sich Segmente der Leiterplatte bis zu 90° biegen. So wird Bauraum geschickt ausgenutzt und Hochstrom und Wärme über die Biegekante transportiert. Die Konstruktion wird als zweidimensionale Leiterplatte layoutet, im Nutzen gefertigt und bestückt. Nach dem Bestücken bzw. zur Montage der Baugruppe wird die Leiterplatte in die dreidimensionale Form gebogen.

Die Tabelle stellt zusammengefasst die Möglichkeiten der drei Verfahren gegenüber:

Die Leiterplattenspezialisten der KSG teilen ihren Erfahrungsschatz in Designregeln und praktischen Tipps für das PCB-Design, wertvollen Berechnungs-Tools für Hochstromleiterplatten und Webinaren für Entwickler und Leiterplattendesigner von Motorsteuerungen, Umrichtern und Hochvoltantrieben.

 

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