Infineon und Schweizer Kupfer-Inlay macht Matrix-LED-Scheinwerfer günstiger

Elektronische Innovationen rund ums Auto zeigt die diesjährige electronica - u. a. auch am Stand von Schweizer electronic

Ein gemeinsames Entwicklungsprojekt von Schweizer und Infineon soll Matrix-LED-Scheinwerfer für Autos kompakter und günstiger machen. Einen Demonstrator gibt es auf der electronica zu sehen.

Matrix-LED-Scheinwerfer sind in Premiumfahrzeugen mittlerweile weit verbreitet, da sie aufgrund ihrer sehr guten Straßenausleuchtung zur Vermeidung von Unfällen in Dämmerung und Dunkelheit beitragen und den Fahrkomfort erhöhen.

Die Entwicklung von Schweizer und Infineon soll eine größere Marktdurchdringung der sogenannten ADB (Advanced Driving Beam)-Scheinwerfer im Automobilmarkt unterstützen. Der auf dem Messestand von Schweizer in Halle B4 (Stand 341) gezeigte ADB-Scheinwerferdemonstrator verwendet die Inlay-Board-Technologie des Unternehmens, die für andere Automobilanwendungen bereits in Serie eingesetzt wird und ab 2017 auch erstmals in einem Matrix-LED-Scheinwerfer verwendet wird. Dazu Dirk Gennermann, Head of Product Marketing bei Schweizer: „Die Anforderungen an die Aufbau- und Verbindungstechnik zukünftiger LED-Scheinwerfer steigen, da neue, kleinere Bauformen bei LEDs bei gleichzeitig hoher Lichtausbeute zu Verlustleistungsdichten von 5 W/mm² und mehr führen. Zur Entwärmung dieser LEDs sind neue Leiterplattentechnologien notwendig.“

Die Inlay-Technologie im Detail

Ein 1,0mm dickes Kupfer-Inlay wird in die Leiterplatte eingebettet und durch Hunderte von kupfergefüllten Laservias sowohl an die Ober- als auch die Unterseite der Leiterplatte an-gebunden. Das nahezu vertiefungsfreie Füllen der Löcher mit Kupfer erlaubt das Auflöten der LEDs mit niedrigsten Toleranzanforderungen direkt auf das Via-Feld. Je nach Dichte und Zahl der Vias können thermische Widerstände der Leiterplatte von bis zu minimal 0,1 K/W erreicht werden. Gleichzeitig bietet das Inlay-Board die Möglichkeit, die komplette Ansteuerelektronik für die LED-Matrix mit auf die Leiterplatte in einem Bereich mit vier oder mehr Kupferlagen zu in-tegrieren. Die FR4 Flex-Technologie, die Logik und Leistungsbereich der Platine trennt, erlaubt es, die High Power-LEDs im optimalen Winkel zur Ansteuerelektronik auszurichten, um den geringen Bauraum im Scheinwerfer bestmöglich auszunutzen. Die neue Variante der Inlay-Board-Technologie unterstützt nun auch neuartige LED-Gehäuse im Chip-Scale-Package, die aus Platzgründen ohne elektrisch isolierten Kühlkör-per auskommen müssen. Der vorgestellte Demonstrator ist eine Gemeinschaftsentwick-lung mit der Infineon Technologies AG. Deren LED-Treiber LITIX Power Flex ermöglicht die flexible Skalierung von Hochstrom-LEDs in einer Matrixarchitektur mit vier bis 24 Seg-menten. Der Einsatz von LITIX und der Inlay-Board-Technologie ermöglicht es, die Leiterplattenfläche für die LED-Matrix-Elektronik um bis zu 50 Prozent zu verringern; bisher erforderliche Bauteile, Stecker und Steckverbinder entfallen.