Wärmemanagement

KSG-Wärmemanagement im Überblick

Moderne Leistungselektronik mit hohen Strömen benutzt Komponenten wie Leistungs-MOSFETs und -IGBTs, die nach neuartigen und leistungsfähigen Leiterplattentechnologien verlangen. Dadurch wird die Leiterplatte zu einem multifunktionalen Element innerhalb eines elektronischen Systems.

Diese Technologie meistert große Ströme, sorgt für die Entwärmung hoch getakteter, hitzeproduzierender Prozessoren und Leistungsbauteile mit hoher Verlustwärme. Sie trägt auch die Steuerungselektronik auf einem Board. Dies ermöglicht eine vollständige Integration aller Anforderungen in die Wärmemanagement-Leiterplatte und damit eine deutliche Reduzierung der gesamten Systemkosten.

Ihre Vorteile

  • Gezielte Wärmeleitung der Verlustwärme von Leistungsbauteilen
  • Erstellung eines individuellen Konzeptes auf Basis Ihrer Anforderungen
  • Support bei Design, Dimensionierung und Konzeptauswahl Ihrer Leiterplatte
  • Thermische Simulationen, Messungen und Analysen
  • Umsetzung des Layouts im Standardprozess
     

Leiterplattentechnologien für Wärmemanagement

KSG bietet ihnen zwei Technologie-Varianten für optimales Wärmemanagement:

Kupfer-IMS

Grafik einer Kupfer IMS Leiterplatte

Wärmemanagement für Leistungsbauteile

Leistungs- und Steuerelektronik auf einer Leiterplatte

Erhöhte Lebensdauer und reduzierte Systemkosten

Nahaufnahme einer Leiterplatte für LED Anwendungen

Design Beispiele für TO263 – Gehäuse

Kupferprofil + Microvias / Thermovias / Blindvias:

Kupferprofil gebogen + Microvias / Thermovias:


Kupferprofil + Thermovias

Kupfer-Profil + LED

Typischer Aufbau für LEDs mit höchster thermischer Performance und Multilayer-Leiterplattentechnologie für Steuerelektronik on Board

Kupfer-IMS einlagig

Beispiel: Thermal Clad HT-04503 Material von Henkel/Bergquist
Thermische Leitfähigkeit von 2,2 gilt nur für das Isolatationsmaterial (hellgelb)

  • Dicke Cu-Folie Top: 70 µm 
  • Dicke des Dielektrikums: 76 µm
  • Dielektrikum – Wärmeleitfähigkeit: 2,2 W/m*K
  • Dicke Kupferträger: 1,0 mm 

Für ein ideales Wärmemanagement bieten wir Ihnen folgende Services an:

  • Beratung für die Wahl der richtigen Leiterplattentechnologie
  • Konzepte für Entwärmumg von Hotspots (MOSFETs, LEDs, etc.)
  • Layoutunterstützung zu Wärmemanagement von Hotspots
  • Thermosimulation, Thermographien und Messungen

Marine und Bootsbeleuchtung

Aufbau 4 Lagen Multilayer, 35 µm Kupfer
Material FR4 TG130°C
Leiterplattendicke 1,6 mm
Leiterplattentechnologie 1,3 mm dickes Kupferprofil für Wärmeableitung
Besonderheiten

partielle Wärmeableitung im Bereich der LED kombiniert

mit Steuerungselektronik on Board

Picture of LED PCB with control electronics

EMV- und Bordnetzprüfsysteme für Automotive

Aufbau

4 Lagen Multilayer,

70µm Kupfer

Material FR4 TG130°C 
Leiterplattendicke 1,6 mm
Leiterplattentechnologie 12mm breite Kupferfolie innenliegend
Besonderheiten Kupferprofile für 100A Stromfluss und zur Entwärmung auf die Rückseite zum Kühlkörper

Motorsteuerung für Gebläsekühlung

Aufbau 4 Lagen Multilayer, 70µm Kupfer
Material FR4 TG150°C Panasonic R-1566W
Leiterplattendicke 1,7 mm
Leiterplattentechnologie 12mm, 8mm und 2mm breite Kupferprofile auf einer Innenlage und einer Außenlage für 60 und 15Ampere
Besonderheiten Acht Halbbrücken müssen mit 4x15A = 60A Leitungen zu den Steckern angeschlossen sein. Die Entwärmung der Halbbrücken muss über eine Biegekante zu einer Leiterplattenlasche erfolgen, welche im Gehäuse mit einem Alu-Kühlkörper verklebt wird.
Aufnahme einer mehrdimensionalen HSMtec-Leiterplatte

E-Mobilität

Aufbau

4 Lagen Multilayer,

70µm Kupfer 

Material FR4 TG150°C Panasonic R-1566W
Leiterplattendicke 1,6 mm
Leiterplattentechnologie HSMtec®, 8 und 12 mm breite Kupferprofile innenliegend
Besonderheiten Kupferprofile für 220A Stromfluss und zur Entwärmung auf die Rückseite zum Kühlkörper
Makroaufnahme einer HSMtec©-Leiterplatte

Die technischen Parameter für die Realisierung einer Leiterplatte mit Entwärmung sind vielzählig.
Sprechen Sie uns daher schon in einem frühen Entwicklungsstadium an. Während einer Vorort- bzw. Onlineberatung oder eines Inhouse-Workshops können wir so schon zu Beginn auf die Aspekte und Besonderheiten dieser Leiterplattentechnologien eingehen.
Auch bei technischen Optimierungen oder Maßnahmen zur Kostenreduktion unterstützen wir Sie gerne.

Jetzt ganz einfach per E-Mail einen Termin vereinbaren: power@ksg-pcb.com

Ihre Ansprechpartner

Bei Fragen zum Thema stehen wir Ihnen gern als Ansprechpartner zur Verfügung.

Porträt von Johann Hackl

Johann Hackl
Product Manager
Mobil:+43 2985 2141-601
johann.hackl@ksg-pcb.com