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Metall-Inlay-Technologie - Metal Inlay PCB
Optimales Entwärmungskonzept mittels eingebetteter Einlegeteile
Die Metall-Inlay-Technologie bezeichnet das Einpressen eines massiven Kupferteils (Inlay) in die Leiterplatte, um die Verlustwärme eines elektronischen Bauteils optimal durch die Leiterplatte abzuführen. Das wärmeabgebende Bauteil (Wärmequelle) kann direkt mit dem Metall-Inlay verbunden werden. Verwendet werden in erster Linie Inlays aus Kupfer mit einem Durchmesser von min. 5 mm und einer Dicke von 0,8 - 2,5 mm.
Durch den Einsatz von Metall-Inlays lässt sich die thermische Leitfähigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Thermo-Vias deutlich verbessern.
Die Form der Inlays kann beliebig gewählt werden, egal ob eckig oder rund. Die erforderlichen Aussparungen in der Leiterplatte werden mittels Fräsen oder Bohren eingebracht. Montagebohrungen bis zu einer Größe von 6,35 mm können beim ersten Bohrdurchgang eingebracht werden und sind somit kosteneffizient.
Einsatzgebiete der Metall-Inlay-Technologie:
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E-Mobility und Automotive-Bereich: Motorsteuerungen (ECU), ABS, ESP, Start-Stopp-Systeme
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Industrieelekronik: Wechsel- und Gleichrichter, Leistungselektronik, Steuer- und Regelungselektronik
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Beleuchtungstechnik: LED-Beleuchtung, spez. Projektoren u. a. Cinema-Technik
Vorteile:
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optimale Ableitung von Verlustwärme durch direkte Anbindung des Bauteils an das Inlay mittels Löten oder Kleben
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sehr gute Weiterleitung von der Wärmequelle bis zur Wärmesenke durch durchgängigen Kupferpfad
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Kombination mit anderen Technologien, z. B. Heatsink, Semiflex etc. möglich
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elektrische Anbindung der Metall-Inlays auch an die Innenlagen möglich
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Freiheit bei der Wahl der Geometrie der Metall-Inlays
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sehr gute Planarität des Inlays zur Referenzebene (Bauteil- oder Heatsink-Seite) in Abhängigkeit von der Konstruktion
Konstruktionshinweise und Design Rules
Auch die Montage von Metal-Inlays im Innenlagenkern einer Multilayer-Schaltung durch einen sequenziellen Aufbau ist möglich. In diesem Fall spricht man von „embedded Metal-Inlays“.
Elektro-Isolierstoffe sind gegenüber Metallen sehr schlechte Leiter.
FEM-Simulation - Entwärmungskonzepte im direkten Vergleich
Anwendungsbeispiele
Inlay Montagebeispiel
High-Power LED
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