IMS Isulated Metallic Substrate

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1 Am Euro Platz 1 A1120 Wien Tel +43 (0) Fax +43 (0) IMS Isulated Metallic Substrate Ferdinand Lutschounig, Product Manager AT&S Technologieforum, 4.5. September 2007, München

2 2 Leiterplatten auf Basis von isolierten metallischen Trägermaterialien Nichts wirklich Neues, seit vielen Jahren in den verschiedensten Ausführungen auf dem Markt Durch Entwicklungen am Bauteilsektor, hier am stärksten bei Leuchtdioden, kam und kommt es dazu, dass diese Technologie vermehrt eingesetzt wird

3 3 AUFBAU DES BASISMATERIALS Isolationslage Layout Lage Trägerlage

4 4 AUFBAU DER TRÄGERLAGE Aluminium Kupfer Unterscheidungsmerkmale Dicke, Legierung & Vergütung

5 5 AUFBAU DER ISOLATIONSLAGE Prepreg Isolationsschicht Isolationsfolie Isolationslage

6 6 EIGENSCHAFTEN DER ISOLATIONSLAGE Optimale elektrische Isolation hohe thermische Leitfähigkeit/ geringer thermischer Widerstand bestmögliche Verbindung von Träger & Kupferlage Ausgleich der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten

7 7 AUFBAU DER LAYOUTLAGE Standard Kupferfolien Dicken 18, 35, 70, 105µ Elektrolytkupfer Dicken über 105µ Walzkupfer

8 8 ANWENDUNGSGEBIETE LEDs Bildquelle: Osram, Lumiled, Bergquist, AT&S Motorsteuerungen Leistungswandler

9 9 ANWENDUNGSGEBIETE LED Allgemeine Beleuchtung Bildquelle: Osram, Lumiled, Tridonic/ Optoelektronics Automotive Sonstige

10 10 VORTEILE Geringere Betriebstemperatur Bessere Wärmeverteilung Kleine Leiterplattenfläche Erhöhte Leistungsdichte Verbesserte mechanische Performance Kombination von Leistungs & Steuermodulen

11 11 IMS BEI AT&S Trägerlage Aluminium Isolationslage Prepreg Isolationsschicht Layout Lage Kupfer einseitig einlagig

12 12 PROZESSABLAUF bei AT&S KUPFERLAYOUT Siebdruck Fototechnik LÖTSTOPPLACK Siebdruck (UV + 2K) Fototechnik MECH. BEARBEITUNG Ritzen Bohren / Fräsen Stanzen OBERFLÄCHE OSP, HAL, chem. & galv Ni/ Au UV... UV härtende Lacke/ 2K... Zweikomponenten Lacke/ thermisch härtend

13 13 BASISMATERIALIEN BEI AT&S (1) Freigegebene Lieferanten Aismalibar (Cobritherm) Denka (Hitt Plate) weitere mögliche Bergquist (T Clad) CCI EUROLAM Trägerlage Aluminium Layout Lage 35, 70, 105µ Elektrolytkupfer Isolationslage 80, 110, 125, 150µ Durchschlagsfestigkeit 2 5 kv Wärmeleitfähigkeit typisch 1 4 W/ mk (bis 8 W/mK) Materialdicken (1,0 mm) 1,5 mm (2,0/ 3,0 mm)

14 14 BASISMATERIALIEN BEI AT&S (2) Formate Aismalibar 610 x 440 mm Denka 610 x 500 mm Für die Bearbeitung benötigen wir einen umlaufenden Rand von >10 15 mm. Zur Kosten Optimierung die Formatauswahl vor der Verwendung mit AT&S abstimmen.

15 AISMALIBAR Cobritherm Aluminium Isolation Isolation Formate Dicken Wärmeausdehnungskoeff. Wärmeleitfähigkeit* 15 mm mm mm / K W/ mk µ/ kv µ/ kv mm ALCUP 6082 T6 1,0 1,5 2,0/ 3,0 24 x 10 6 Prepreg 0,9 100/ 5 150/ x 440 HTC 5052 H34 1,0 1,5 2,0/ 3,0 24 x 10 6 Schicht 1,45 110/ 5 150/ x 440 auf Anfrage auf Anfrage auf Anfrage

16 DENKA Hitt Plate (1) Aluminium Isolation Isolation Formate** Dicken Wärmeausdehnungskoeff. Wärmeleitfähigkeit* 16 mm mm mm / K W/ mk µ/ kv µ/ kv µ/ kv mm K ,0 1,5 2,0/ 3,0 24 x 10 6 Schicht 2 80/ 2 125/ / x 500 TH ,0 1,5 2,0/ 3,0 24 x 10 6 Schicht 4 80/ 2 125/ / x 500 auf Anfrage auf Anfrage

17 DENKA Hitt Plate (2) Aluminium Isolation Isolation Formate Dicken Wärmeausdehnungskoeff. Wärmeleitfähigkeit* 17 / K W/ mk µ/ kv µ/ kv µ/ kv EL ,0 1,5 2,0/ 3,0 24 x 10 6 Schicht 2,5 125/ 3 1 improved heat cycle perform. 610 x 500 B ,0 1,5 2,0/ 3,0 24 x 10 6 Schicht 8,0 80/ 2 125/ 3 150/ x 500 auf Anfrage auf Anfrage

18 18 Aluminium Typen 6082 T Inhaltstoffe Einheit Cr % 0, Cu % 0,1 0.1 Fe % Mg % 06 1, Mn % 0,4 1,0 0.1 Si % 0,7 1, Zn % 0,2 0.1 Ti % 0,1 Al % auf 100 auf 100 T6 wärmebehandelt, künstlich gealtert * Der Isolationsschicht ALUMINIUM

19 19 DESIGN RULES (1) Einseitige Leiterplatten Layout im Siebdruck 150 µ Lötstopplack (umlaufend) Fototechnik 2K Lötstopplack 300 µ Lötstopplack (umlaufend) 300 µ Leiterbahnbreite/abstand 70µ Kupferkaschierung & 1,5 mm Layout im Siebdruck 150 µ Lötstopplack (umlaufend) Fototechnik UV Lötstopplack/ 2K Lötstopplack 150/300µ Lötstopplack (umlaufend) 250 µ Leiterbahnbreite/abstand Bemerkung Standard 35 µ Kupferkaschierung & 1,5 mm

20 20 DESIGN RULES (2) Einseitige Leiterplatten Layout in Fototechnik Layout in Fototechnik 100/ 150 µ Lötstopplack (umlaufend) Fototechnik 150 µ Leiterbahnbreite/abstand Siebdruck 70µ Kupferkaschierung & 1,5 mm Layout in Fototechnik 100/ 150 µ Lötstopplack (umlaufend) Fototechnik 150 µ Leiterbahnbreite/abstand Siebdruck Bemerkung Standard 35 µ Kupferkaschierung & 1,5 mm

21 21 DESIGN RULES (3) Einseitige Leiterplatten Mechanische Bearbeitung (1) Minimum 0,5 mm Loch od. Schlitz (Kante) zu Kontur gebohrt/ gefräst Minimum 1,5 x Materialdicke Loch od. Schlitz (Kante) zu Kontur gestanzt Minimum Materialdicke Abstand Leiter od. Lötland zu Loch Minimum Materialdicke Abstand Leiter od. Lötland zu Kontur geritzt, gebohrt oder gefräst Minimum 1x Materialdicke + 0,5 mm Abstand Leiter od. Lötland zu Konturgestanzt Bemerkung Standard 35/ 70µ Kupferkaschierung & 1,5 mm

22 22 DESIGN RULES (4) Einseitige Leiterplatten Mechanische Bearbeitung (1) Abhängig vom Kundenwunsch 0,15/ 0,3 mm Reststeg beim Ritzen Minimum 1,0 mm Lochdurchmesser/ Schlitzbreite gebohrt Minimum Materialdicke Lochdurchmesser/ Schlitzbreite gestanzt Bemerkung Standard 35/ 70µ Kupferkaschierung & 1,5 mm

23 23 KONTURBEARBEITUNG (1) Ritzen Standard bei rechteckiger Kontur kostengünstig Bohren auf das Minimum beschränken Fräsen nur bei besonderen Konturen auf das Minimum beschränken sehr kostenintensiv

24 24 KONTURBEARBEITUNG (2) Stanzen für größere Stückzahlen komplexere Konturen nicht wie bei Standard Leiterplatten möglich Design einfach halten Schlitze Perforationen besondere Werkzeugausführung geringere Werkzeugstandzeit

25 25 KONTURBEARBEITUNG (3) Abstand zwischen den einzelnen Liefernutzen: 0 mm beim Ritzen 4 mm beim Bohren/ Fräsen 4 mm beim Stanzen

26 26 LED

27 27 LED

28 28 LEISTUNGSWANDLER

29 29 LEISTUNGSWANDLER

30 30 Motorsteuerung

31 31 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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