Hochstromleiterplatten Würth steigt mit Wirelaid in die Dickkupfertechnik ein

Würth Elektronik produziert und vertreibt ab sofort Wirelaid-Hochstromleiterplatten als Lizenznehmer von Jumatech, dem Erfinder der Wirelaid-Technik.

Als partielle Hoch-Stromlösung ist Wirelaid eine kostengünstige Alternative zu Dickkupfer-Technik oder Parallelschaltung über zusätzliche Lagen. Bei der Drahtschreibetechnik Wirelaid werden Drähte direkt auf die Kupferfolie geschweißt und in die Platine eingebettet. Dadurch werden aus normalen Leitern, die nur geringe Stromstärken vertragen, Hochstromleiter, die es ermöglichen, Leistung und Logik auf einer Platine zu realisieren. Wirelaid eignet sich für starre Leiterplatten und Leiterplatten in dreidimensionalen Einbauräumen.

Die besondere Herausforderung bei modernen Hochstromleiterplatten: viel Power und viel Logik auf äußerst begrenztem Raum unterzubringen. Eine Lösung, die sich in der Branche immer mehr durch-setzt, ist die partielle Dickkupfertechnik Wirelaid. Neben Kostenvorteilen sprechen vor allem eine verminderte Lagenzahl, die verbesserte Entwärmung und ein geringeres Systemvolumen für diese neue Technologie. »Interessant wird die partielle Dickkupfertechnik, wenn auf einer Leiterplatte an manchen Stellen viel Strom fließen muss und gleichzeitig an anderen Stellen komplexe Steuerungselektronik verbaut werden soll«, erklärt Stefan Rohde, verantwortlich für Wirelaid und Hochstromprodukte von Würth Elektronik. »Für das Design einer Leiterplatte gibt es verschiedene wichtige Eckdaten. Unter anderem spielen Stromstärke und maximale Erwärmung eine wichtige Rolle.«

Moderne Elektronikkomponenten benötigen mittlerweile oft höhere Ströme, wenn sie in eine Leiterplatte eingebaut werden sollen. Diese Stromstärken erzeugen auf der Leiterplatte und in deren Umfeld höhere Temperaturen – ein kritischer Punkt bei wärmeempfindlichen Bauteilen. Außerdem werden Geräte immer kleiner, übernehmen aber gleichzeitig stetig umfassendere Aufgaben. Das bedeutet: immer weniger Platz für immer komplexere Steuerungselektronik. Demzufolge müssen auch die Leiterplatten verschiedene Herausforderungen umsetzen: hohe Ströme und viele Signale sicher über eine möglichst kompakte Leiterplatte transportieren. Gerade wenn Power und Logik auf einer Platine vereint werden, braucht es keine flächige Kupferlage als Hochstromleiter. Es genügt völlig, dort, wo hohe Ströme über die Platte geführt werden, die Leiterbahnen mit einem Kupferdraht zu verstärken«, erläutert Stefan Rohde weiter. »Durch diese Technologie kann der Designer den Kupferquerschnitt an bestimmten Stellen erhöhen und benötigt trotzdem eine geringere Gesamtzahl an Lagen für die Platine. Er spart also an Volumen und kann gleichzeitig die Anforderungen an Stromstärke und Entwärmung für die Leiterplatte erfüllen. Unterm Strich spart diese Technologie zudem noch Geld, denn Kupfer ist teuer«, ergänzt Rohde.

Und so funktioniert die Herstellung: Bei der Wirelaid-Herstellung werden versilberte Kupferdrähte auf einer Kupferfolie mit Schweißpunkten fixiert und durch ein Standardproduktionsverfahren mit dem Trägermaterial einer Leiterplatte verpresst. Für Kunden hat Würth Elektronik einen eigenen Design Guide zu Wirelaid erstellt, der zeigt, welche Abstände und Maße einzuhalten sind. Der Design Guide enthält auch eine Übersicht zur Stromtragfähigkeit der verschiedenen Drahtstärken. »Wir arbeiten derzeit mit 1,4 mm und 0,8 mm breiten Kupferdrähten, die entweder auf der Außen- oder Innenlage der Platine integriert sind«, erläutert Rohde. Eingesetzt wird die partielle Dickkupfertechnik bei Antriebstechnik, Motorelektronik sowie Wechsel- und Umrichtern. »Bei so komplexen Aufgaben unterstützen wir unsere Kunden natürlich auch immer bei der Entwicklung des Leiterplatten Designs«, versichert der Produktmanager.