Kupfer-IMS- & Heatsink-Technologie - Metal Plate PCB

Die optimale Lösung für Wärmeableitung der Baugruppe

Die zunehmende Leistungsverdichtung von elektronischen Bauteilen, immer kompaktere Abmessungen von Elektronikbaugruppen sowie erhöhte Temperaturanforderungen führen in der Regel zu einer verstärkten Wärmeproduktion der einzelnen Baugruppen.

Die entstehende Verlustwärme muss im Sinne maximaler Baugruppenzuverlässigkeit und Lebensdauer abgeführt werden, um kritische Temperaturen sicher zu vermeiden und die Baugruppe unter allen Umgebungsbedingungen innerhalb der zulässigen Temperaturgrenzen zu betreiben.

Eine äußerst effektive Möglichkeit zur Wärmeableitung einer elektronischen Baugruppe ist, die Verlustwärme von der Wärmequelle durch die Leiterplatte zu einer definierten Wärmesenke (Kupfer-IMS oder Heatsink) zu leiten. Im Falle eines Heatsinks kann das Metallblech sogar Teil des Gehäusekonzepts sein.

Unimicron Germany bietet die Kupfer-IMS- & Heatsink-Technologie unter der Produktbezeichnung Metal Plate PCB an. Dabei werden Wärmesenken in Form von Kupfer-IMS als Basismaterial oder Metallbleche, bevorzugt Kupfer oder Aluminium, auf die Leiterplatte zur verbesserten Wärmeableitung/-verteilung aufgebracht.

 

 

 

Der thermische Widerstand (R_th) kann durch geringe Schichtdicken und alternativ über Kupferpfade mittels Thermalvias oder durch die Metall-Inlay-Technologie reduziert werden.

Die Anbindung der Wärmesenke, din diesem Fall eines Heatsinks, an die Leiterplatte erfolgt üblicherweise durch temperaturbeständige drucksensitive Klebefilme. Aber auch andere Verbundmaterialien wie Prepregs sind möglich.

 

 

Einsatzgebiete der Kupfer-IMS- & Heatsink-Technologie:

• E-Mobility und Automotive
• Industrieelektronik
• Beleuchtungstechnik

 

Vorteile:

• optimale Wärmeableitung
• hohe Zuverlässigkeit
• Kombination mit allen Technologien möglich

 

 

Beispiel für einen 1- & 2-Lagen Aufbau von Kupfer-IMS

 

 

Materialien für Heatsinks

 

 

 

Heatsink-Paste als Alternative zum Metallblech

 

Eine mögliche Alternative zur Kupfer-IMS und Heatsink-Technologie stellt das Drucken einer so genannten Heatsink-Paste dar.

Hierzu setzen wir zwei verschiedene Pasten ein, die Wärme aber keinen Strom leiten.

 

 

Kennwerte der Pasten:

• thermische Leitfähigkeit: λ = 2 ^W_m·K
• Durchschlagsfestigkeit: 10 ^kV_mm
• TG = 65°C
• Farbe: schwarz
• Dichte: 2,05 ± 0,05 ^gcm³