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Rogers PES: neue curamik-Substrate

Wärmemanagement für erhöhte Leistungsdichte-Anforderungen

14. Februar 2018, 11:02 Uhr | Engelbert Hopf

Curamik-Performance ist ein neues curamik-Substrat, das eine thermische Leitfähigkeit von 90 W/mK aufweist und damit das Wärmemanagement von Leistungsschaltungen in Industrie- und Automotive-Applikationen verbessert.

Als Grundmaterial eines Schaltungsträgers kommt leistungsfähigen keramischen Substraten beim Design kompakter Baugruppen in der Leistungselektronik eine entscheidende Bedeutung zu. Rogers PES stellt dazu drei neue curamik-Substrate vor.

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Auf Schaltungsträger-Anwendungen für Leistungselektronik-Applikationen mit hohen Leistungsdichte-Anforderungen zielt Rogers Power Electronics Solutions (PES) mit seinen neuen curamik-Substrat-Vorstellungen curamik Power, curamik Power Plus und curamik Performance. Sie sind für unterschiedliche Leistungen und unterschiedliche Substratdicken ausgelegt und bei Bedarf kundenspezifisch konzipierbar.

Curamik Power und curamik Plus basieren auf Aluminiumoxid. Sie eignen sich besonders für kosteneffiziente Leistungselektronik-Schaltungen. Ihre thermische Leitfähigkeit beträgt 24 W/mK. Aufgrund seines guten Preis-Leistungs-Verhältnisses kommt das Substrat in kostensensitiven Schaltungen mit niedriger und mittlerer Leistungsabgabe zum Einsatz, etwa in Photovoltaik-Invertern oder Halbleitermodulen für Industrieanwendungen. Für Schaltungen mit etwas höherem Leistungsbedarf ist curamik Power Plus konzipiert. Mit Hilfe einer Zirkonium-Dioxid-Dotierung des Aluminiumoxid-Substrats erreicht Rogers bei diesem Substrat eine verbesserte thermische Leitfähigkeit von 26 W/mK. Weiterer Pluspunkt dieses Materials: Es ist robuster. Power Plus kommt hauptsächlich in Anwendungen mit mittlerer Leistungsabgabe zum Einsatz, etwa in Umrichtern für Windkraftanlagen und Leistungsmodulen für den Automobilbau.

Auf einer Si3N4-Keramik basieren schließlich die curamik-Performace-Substrate. Sie werden in einem AMB-Prozess hergestellt. Diese Substrate bieten ein sehr gutes Verhältnis zwischen robusten mechanischen Eigenschaften, langer Lebensdauer und einer hohen thermischen Leitfähigkeit von 90 W/mK. Mit diesen Eigenschaften sind sie prädestiniert für Applikationen wie Antriebsinverter in Elektro- und Hybridfahrzeugen.

Neben seinen Standardprodukten liefert das Unternehmen als Entwicklungspartner auch maßgeschneiderte kundenspezifische Lösungen. Dabei wird der Wärmewiderstand der Aluminiumoxid-basierten Substrate neben der Wärmeleitfähigkeit auch durch die Dicke der verwendeten Keramik bestimmt. Rogers ist darum in der Lage, seine keramischen Substrate kundenspezifisch in verschiedenen Dicken von 0,25 bis 1 mm anbieten.

Seine mehr als 40-jährige Expertise in Sachen Wärmemanagement hat das Unternehmen in einem leicht nutzbaren Web-Portal zusammengefasst und stellt es unter www.rogerscorp.com/designhub Entwicklern zur Verfügung. So liefert das Tool umfangreiche technische Informationen über keramische curamik-Substrate und Rolinx-Stromschienen von Rogers PES. Darüber hinaus sind technische Artikel über Produktdesign, Problemlösungen und Videos über Leistungsverteilung und viele weitere Themen abrufbar.