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Hochstrom-Leiterplatten

Kupferdrähte onboard aufschweißen

19. Oktober 2015, 7:59 Uhr | Alfred Goldbacher

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Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Duplizierte Innenlagen in Parallelschaltung

Um die Querschnitte für hohe Ströme zu erhöhen, ist die Verwendung duplizierter Innenlagen in Parallelschaltung eine übliche Methode, um möglichst in der Standard-Leiterplattentechnik zu bleiben und die teurere Dickkupfertechnik zu vermeiden. Wirelaid bietet auch hierzu verschiedene interessante Alternativen, durch deren Verwendung eine Kosteneinsparung über den Einsatz von Innenlagen mit dünnerem Kupfer oder noch besser der Einsparung von ganzen Lagen erreicht wird. Infolgedessen ergeben sich wiederum die Preisvorteile für Wirelaid bis zur Anzahl der angegebenen Drähte. Um die passende Wirelaid-Variante auszuwählen, sind folgende Überlegungen zu treffen:

Komplexere Logikschaltungen verwenden Bauteile wie Controller mit feinen Anschlussrastern. Um die Bestücklagen für Feinstleiterstrukturen frei zu halten, werden dafür die Wirelaid-Drähte auf innenliegende Lagen verlegt. Anforderungen bezüglich EMV und mehreren auf Innenlagen geführten Versorgungsspannungen können nun mit Standardkernen erfüllt werden. Die Anzahl der Lagen ist dabei im Vergleich zum Standard meist gleich ( siehe Aufbau ML6 Wire@2@5).

Die Verwendung von Mikrovias ermöglicht eine weitere Erhöhung der Verdrahtungsdichte auf den Bestücklagen und verschafft mehr Platz in den Power-Lagen für die notwendigen Isolationsabstände bei hohen Spannungen. Spielt die Entwärmung mit direktem Kontakt zum Gehäuse eine Rolle oder werden Leistungshalbleiter wie IGBT oder D²PAK direkt auf der Außenlage bestückt, dann wird diese Außenlage als Wirelaid-Lage mit geschweißten Drähten verwendet (siehe Aufbau ML6 Wire@1@6). Auf den inneren Lagen können auch impedanzkontrollierte Schaltungsteile gerechnet und realisiert werden. Für einfache Schaltungen kann es möglich sein, die Anzahl der Lagen zu reduzieren. Die hohe Anzahl der möglichen Wirelaid-Drähte bis zur Kostengleichheit beim ganz rechten Beispiel (siehe Bild 3) zeigt diesen Vorteil. Außerdem werden viele Durchkontaktierungen und damit Kosten eingespart, wenn die Leistungsbauteile direkt auf dem Landepad der Wirelaid-Drähte ankontaktiert werden können.

In der weiteren Herstellung der Leiterplatte vereinfacht Wirelaid grundsätzlich den Bohrprozess und reduziert damit die Bohrkosten, weil die zu bohrende Kupferdicke mehr als halbiert wird. „Diese beiden Vergleiche zeigen die Einsparmöglichkeiten, von denen unsere Kunden profitieren können, wenn sie sich für Wirelaid-Leiterplatten entscheiden“, sagt Andreas Schilpp. „Neben den vielfältigen technologischen Vorteilen kann die Wirelaid-Technik so auch mit Kostenvorteilen punkten.