Leiterplatten mit Aluminiumkern oder -Träger - LeitOn-Alu

LeitOn-ALU - Wärmemanagement mit Aluminium- Leiterplatten

Die Hitzeableitung mit Hilfe von Aluminiumkernen in Leiterplatten ermöglicht in der LED-Technik und bei Hochleistungstransistoren höhere Packungsdichte, längere Laufzeiten und größere Ausfallsicherheiten. Viele Fragen auf dem bisher neuen, kaum erforschten Feld ranken sich um das Design, die Berechnung sowie um die Bestückung der Platinen mit Aluminiumträger oder Kern. Zur Zeit sind Leiterplatten mit Aluminiumkern von 2 Lagen möglich. Aluminiumträger sind von 1 bis 6 Lagen verfügbar. Im Folgenden geben wir Anhaltspunkte für die Entwicklung, das CAD und die Bestückung von aluminiumverpressten Leiterplatten.

1. Die Berechnung der Wärmeableitung
2. Designregeln für Leiterplatten mit Aluminiumkern oder -träger
3. Löten von Leiterplatten mit Aluminiumkern - oder träger

Löten von Leiterplatten mit Aluminiumträger

Lötwelle
Das Löten von Aluminiumleiterplatten auf einer Lötwelle bedarf keinerlei Änderungen oder Abweichungen von den herkömmlichen Lötprozessen. Das heiße Lot wird hier direkt von der Unterseite in die Bauteillöcher eingeflossen und stellt sofort mit der darin vorhandenen Oberfläche (bspw. SnPb, ehem. Sn, etc.) eine Verbindung her.

Reflow-Löten
Beim Reflow- Lötprozess können sich die Parameter je nach Aluminiumträger ändern. Der größte Vorteil von Leiteplatten mit Aluminiumkern wird hier zur Schwierigkeit: die Fähigkeit, Hitze von Hot-Spots effektiv abzuleiten.

Inwiefern sich das Lötprofil von herkömmlichen Profilen unterscheidet hängt insbesondere von 2 Faktoren ab:

1. Dicke des Aluminiumträgers/Kerns
2. Größe der Leiterplatte

Da die Peaktemperatur durch die Belastbarkeit der Bauteile begrenzt ist, bleibt als einzige Regelgröße die Haltezeit zwischen Aufwärmen und Schmelzpunktüberschreitung. In dieser Phase wird durch längeres halten der Temperatur eine vollständige Durchwärmung des Aluminiumträgers gewährleistet, so dass im Peak die Spitzentemperatur nicht von den zu lötenden Stellen abfließt. Diese Haltetemperaturlänge sollte länger sein, je:

1. dicker der Aluminiumträgers/Kerns und
2. größer die Leiterplatte ist.

Im Allgemeinen reicht oft schon die Verlängerung um einige Sekunden. Zu empfehlen sind Löttests im Vorfeld. Die Praxis hat aber gezeigt, dass auch mit herkömmlich bewehrten Lötprofilen eine gute Schmelzung erzielt werden kann.

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