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Weidmüller und Häusermann

Partnerschaft sorgt für »coolen« Anschluss

7. Oktober 2014, 11:39 Uhr | von Stefan Hörth und Stephan Ruhnau

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Leiterplatten als Kühlkörper

Hohe Ströme von bis zu 400 A sicher über das Board zu führen, ist eine technologische Herausforderung, da keine lokale Überhitzung durch die hohe Verlustwärme entstehen darf. Häusermann hat hierfür mit HSMtec eine speziell für diese Anwendungen ausgelegte Leiterplattentechnik geschaffen. Für FR4-Leiterplatten ist dies ohne größeren Mehraufwand oder zusätzliche Kosten möglich – das spart Platz und Geld. Möglich wird dies durch Kupferelemente, die auf konventionellem FR4-Basismaterial gearbeitet werden. Diese Kupferelemente führen nicht nur zügig den Strom von bis zu 400 A, sondern sorgen gleichzeitig auch für ein effizientes Wärmemanagement.

Durch die Kombination von integrierten Kupferprofilen mit modernen Leiterplattentechnologien wie Micro- und Thermovias ist es möglich, die Lötflächen (Bauteile, Kühlkörper) direkt an die Profile metallisch anzukontaktieren, wodurch sich Engstellen im thermischen Pfad vermeiden lassen. Ein wärmetechnisch optimierter Lagenaufbau sorgt zusätzlich für rasche Wärmespreizung und unterstützt somit das gesamte thermische Konzept. Mit HSMtec lassen sich Stromschienen beziehungsweise Stanzgitterkonstruktionen einsparen, was die Systemkosten verringert und gleichzeitig die Zuverlässigkeit deutlich erhöht.

Zusätzliche Fertigungsabläufe bei der Leiterplattenbestückung sind genauso überflüssig wie ein anschließendes langwieriges und kompliziertes Verdrahten der Anschlusstechnik. THR-Leiterplattenklemmen und -Stiftleisten (Through-Hole-Reflow) vereinfachen den Bestückungs- und Verarbeitungsprozess. Die hochtemperaturbeständigen Anschlusskomponenten in Tape-on-Reel-Verpackung sind für den automatischen Bestückungs- und Lötprozess ausgelegt und ermöglichen somit eine hundertprozentige Durchgängigkeit in der SMT-Fertigung.

Der verwendete Hochleistungskunststoff LCP (Liquid Crystal Polymer) garantiert eine hohe Dimensionsstabilität und Rastertreue im Bestückungsprozess. Gleichzeitig ähnelt das Ausdehnungsverhalten den üblichen Leiterplattenmaterialien wie FR4, was ein Durchbiegen hochpoliger Stiftleisten nach dem Verlöten verhindert. Neben den 3,2 mm bis 3,5 mm langen Lötstiften gibt es auch kurze Stifte mit 1,5 mm Länge. Damit ist auch eine doppelseitige Bestückung von Leiterplatten (unter 1,5 mm Stärke) möglich.

Durch den Entfall des Lötmeniskus‘ auf der Unterseite der Leiterplatte wird das Lotpastenvolumen reduziert – ohne Einbußen bei der Haltekraft. Zusätzlich nimmt der kurze Lötstift aufgrund seiner geringeren Masse die Wärme optimal an und kann so den Lötprozess beschleunigen.