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Isabellenhütte Heusler

Zentrales Element vieler Systeme im Fahrzeug sind Stromsensoren (Shunts), die klein und niederohmig sein sowie eine geringe Verlustleistung aufweisen müssen. Exakt diese Anforderung erfüllt die neu entwickelte VLx-Widerstandsreihe von Isabellenhütte Heusler. Diese Querwiderstände in  den Größen 0612 und 1020 basieren auf der bewährten Isa-Plan-Technologie: Eine gewalzte, speziell stabilisierte Widerstandsfolie wird isolierend auf einem Kupfer-Sandwich-Substrat verklebt, ätztechnisch strukturiert und zum SMD-Widerstand weiterverarbeitet. Das gut wärmeleitende Substrat sorgt für einen äußerst niedrigen inneren Wärmewiderstand, so dass die Shunts ohne Stabilitäts- und Genauigkeitsverlust auch bei hoher Temperatur voll belastbar sind.

Ein weiterer Vorteil des Metallsubstrats im Gegensatz zur üblicherweise eingesetzten Keramik ist der Ausdehnungskoeffizient: Er ist bei der Isa-Plan-Technologie deutlich besser der Leiterplatte angepasst und hält die Belastung der Lötstelle beim Temperaturwechsel sehr niedrig. Dies ist besonders für das  bleifreie Löten eine wichtige Voraussetzung.

Die Isa-Plan-Technik garantiert einen niedrigen thermischen Innenwiderstand, eine hohe Pulsbelastbarkeit sowie eine gute Langzeitstabilität bei einem Temperatur-Koeffizienten von unter 50 ppm/K. Die Widerstände sind für die Standard-Verarbeitung per Reflow-oder IR-Löten geeignet.

Erweiterung des Widerstandsbereichs

Um größere Ströme mit Standardtechnologie auf PCBs messen zu können, sind die neu entwickelten VLx-Querwiderstände jetzt auch im Widerstandsbereich 1 mOhm (bisher: 5 mOhm) erhältlich – bei  deutlich begrenzter Verlustleistung im Shunt. So ermöglicht beispielsweise ein 3-W-Bauteil mit einem 10-mOhm-Widerstand einen Strom von 17,3 A, während ein 3-W-Bauteil mit einem 1-mOhm-Widerstand einen Strom von 54,7 A zulässt. Auch der Wärmewiderstand ist gegenüber der Isa-Plan-Standardtechnologie bei den niederohmigen Bauteilen nochmals deutlich reduziert.

Welche Technik steckt dahinter?

Isabellenhütte tauschte Länge und Breite der Kontakte, drehte damit das Länge-zu-Breite-Verhältnis innerhalb der Widerstandsberechnung um: Gemäß der Formel R = rho / d * L / B reduziert sich der Faktor L/B effektiv von 1,6 auf 0,28. Dadurch verringert sich der Widerstandswert um den Faktor 5.

Verbesserung der Temperaturzyklen-Festigkeit

Die Automobilindustrie fordert bei der Widerstandstechnik auch eine verbesserte Temperaturzyklen-Festigkeit von 2000 TW, während die Anforderungen an die maximale Umgebungstemperatur von 125 °C auf 140 °C steigen.

Die neuen VLx-Querwiderstände in den Baugrößen 0612 und 1020 besitzen im Vergleich zu Standard-Längsbauteilen um 41% (0612) und 71% (1020) vergrößerte Kontaktflächen. Sie befinden sich auf der langen Seite und bieten so eine größere Lötfläche. Das macht sie stabiler, die Lötstelle ist mechanisch fester.  Damit eignen sich die mittlerweile in Serie lieferbaren VLx-Querwiderstände besonders für Applikationen, die eine höhere Temperaturzyklen-Festigkeit von 2000 Zyklen fordern.