3.6.1 HSMtec®-Leiterplatte

Durch die partielle Integration von Kupferprofilen, Kupferinlays, Busbars in die Leiterplatte können Hochstrompfade und Feinleiterlayout in einer Platine kombiniert werden. Die vielfältigen Designvarianten erlauben das gezielte Führen von hohen Strömen und Verlustwärme in Leiterplatten.

Features & Vorteile

• Hochstrompfade von mehreren hundert Ampere
• Wärmemanagement für Leistungsbauteile (MOSFETs, IGBTs und weitere)
• Standardprozesse in Herstellung und Weiterverarbeitung
• Steigerung des Wirkungsgrades und der Lebensdauer von Bauteilen
• Erhöhte Zuverlässigkeit durch Ersatz von Steck- und Kabelverbindungen, Stromschienen, etc.
• Reduzierung von Platzbedarf, Gewicht und Volumen der Baugruppe
• Kerbfräsungen ermöglichen dreidimensionale selbsttragende Leiterplattenelemente

Die Platinentechnik HSMtec® ermöglicht es, die Hitzeentwicklung in elektronischen Baugruppen zügig auf zulässige Partial-und Systemtemperaturen zu drosseln. Die Leiterplatten auf FR4- und Kupferbasis bestehen aus mehreren Lagen. Auf diese Lagen werden zur Verstärkung von Leiterbahnen Kupferprofile additiv aufgebracht. Dies geschieht selektiv und nur an jenen Stellen, an denen hohe Ströme transportiert bzw. Wärme abgeleitet werden sollen. 

Nach dem Verpressen befinden sich diese Kupferquerschnitte im Inneren der Leiterplatte, womit wertvoller Freiraum an der Oberfläche der Platine geschaffen wird. Zusätzlich schafft HSMtec® die Möglichkeit der Biegung von Leiterplatten und somit die Gestaltung beliebig komplexer 3D-Geometrien.

Hochstromleiterplatte

Wärmemanagement-Leiterplatte

3D-Leiterplatte

Die Leiterplattentechnologie HSMtec® ermöglicht die partielle Einbringung großer Kupferquerschnitte in beliebige Positionen und Lagen eines Standard FR4-Multilayers. Die vielfältigen Designvarianten erlauben es, hohe Ströme bzw. Verlustwärme von Bauteilen gezielt in Leiterplatten zu führen – ohne weitere externe Arbeitsschritte.
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Die rasche Ableitung der Verlustwärme von modernen Leistungsbauteilen sichert eine hohe Lebensdauer der Baugruppe und optimiert ihren Wirkungsgrad. Die partielle Integration von massiven Kupferelementen in FR4-Leiterplatten ermöglicht es, geringste thermische Widerstände für jede Bauteilgröße und Form zu realisieren und somit Hotspots gezielt zu vermeiden.
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HSMtec® ermöglicht außerdem die Gestaltung von selbsttragenden 3D-Leiterplattenstrukturen, um effiziente sowie optische Designs und kreative Produkte zu realisieren. Elektrische als auch thermische Verbindungen lassen sich dabei vollständig in die Leiterplatte integrieren. Dies bietet hohe Flexibilität für vielfältigste mehrdimensionale Anwendungen.
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Eine HSMtec®-Leiterplatte hat – so wie eine Dickkupferleiterplatte – durch den erhöhten Kupferanteil eine erhöhte thermische Masse. Dies muss bei der Weiterverarbeitung berücksichtigt werden. Deswegen wird eine Trocknung angelehnt an die ZVEI Trocknungsempfehlung vor dem Löten dringend empfohlen. Weiters wird ein langsameres, schonenderes (flachere Aufheizrampe) Lötprofil empfohlen. Die Peak Temperatur sollte so minimal wie möglich und so maximal wie nötig sein.