Dickkupfer minimiert Leistungsverluste

Bei hohen Strömen kommt es in „normalen“ Leiterplatten mit ihren „dünnen“ Kupferstrukturen zu hohen Leistungsverlusten. Um diese zu minimieren, sind Dickkupferstrukturen eine gute, praktikable Lösung. Verwendung finde diese Leiterplatten in Bereichen der Automobilindustrie, Batterietechnik, Photovoltaik und ähnlichen Segmenten, die mit hohen Stromstärken arbeiten.

Ein Vorteil dieser Technik ist neben den hohen Stromstärken auch die Verbindung von Leistungselektronik mit SMD-Technik auf einer Leiterplatte. Gleichzeitig wirken die hohen Kupferstärken als Kühlfunktion für die entstehende Wärme, ein weiteres Problem bei Leiterplatten mit Leistungsbauteilen.

Allerdings: Wie so oft im Leben gibt es auch – neben den positiven Eigenschaften – einige Wermutstropfen bei dieser Technik. Hier sind zum Beispiel die Probleme mit der Abdeckung durch Lötstoppmaske zu nennen. Auch die immensen Strukturbreiten (cirka. 400 – 500 µm Leiter-bahnbreite und Abstand), die notwendig sind um eine saubere Trennung der Leiterbildstrukturen zu gewährleisten, erweisen sich als Beeinträchtigung. Bei doppelseitigen Leiterplatten mit Dickkupfertechnik sowie dickem Kupfer auf den Außenlagen bei Multilayern kommen noch Probleme beim Lötprozess (Wärmeabführung) hinzu.

Als Lösung bietet sich unter Umständen der Übergang von der doppelseitigen Leiterplatte auf einen Multilayer an. Werden die „dicken“ Leiterbahnen auf die Innenlagen verlegt, verschwinden einige der oben aufgeführten Probleme. Der Lötprozess bietet nach Anpassung der Parameter keine Probleme. Die Leiterbildstrukturen auf den Außenlagen können wesentlich feiner gewählt werden.

Dadurch wird die Bauteilauswahl größer. Das Aufbringen der Lötstoppmaske kann im Standardverfahren durchgeführt werden. Schwierig bei Multilayern ist allerdings die Platzierung der Leiterbahnen auf den benachbarten Innenlagen. Leiterbahnen sollten möglichst „übereinander“ angeordnet sein, um Lunkerbildung zu vermeiden. Abhilfe schafft hier auch eine – sowieso vorteilhafte – größtmögliche Füllung der Innenlagen mit Kupfer.