Elektronikprodukte werden immer kleiner und leistungsfähiger, allerdings steht für die abzuleitende Verlustwärme kaum Platz zur Verfügung und das Wärmemanagement gestaltet sich daher schwierig. Eine Zwangskühlung per Lüfter verbraucht Energie, erzeugt Lärm und zieht Staub an, der zu einem vorzeitigen Ausfall des Bauteils führen kann. Passives Kühlen mit Kühlkörpern ist zwar zuverlässig, benötigt aber Platz und bedeutet mehr Gewicht, was besonders bei portablen Geräten häufig inakzeptabel ist.

Eck-daten

Die Dual-Cool-Technologie von ON Semiconductor entwärmt Leistungshalbleiter effektiv und platzsparend. Integriert im PQFN-Gehäuse und kombiniert mit verlustarmen Power-Trench-MOSFETs verbessert sich die Wärmeleitfähigkeit um über 60 % gegenüber Standardbausteinen im PQFN-Format. Die Effizienz der Dual-Cool-Power-Trench-Bausteine macht trotz hoher Leistungsdichte Kühlkörper in vielen Anwendungen entbehrlich, was Größe, Kosten und Gewicht von elektronischen Baugruppen verringert.

Ein erfolgreiches Wärmemanagement führt nicht allein die entstandene Wärme ab, sondern verfolgt einen wirkungsvolleren Ansatz, Verlustwärme von vornherein zu vermeiden. Die Wahl einer geeigneten Topologie und entsprechend effizienter Leistungselektronik-Komponenten ist dabei entscheidend. Gänzlich vermeiden lässt sich Abwärme allerdings auch in sehr effizienten Systemen nicht.

Mit schrumpfender Größe der Leistungsbauteile verringert sich die Möglichkeit einer passiven Konvektionskühlung. Bauteilhersteller müssen also neue Wege finden, die Wärme vom Halbleiterübergang über das Gehäuse in die Umgebung zu verteilen. Entscheidend für die Entwicklung des Bauteilgehäuses ist jedoch nicht nur die Kühlleistung. Auch die Geometrie der Anschlussleitungen spielt eine wichtige Rolle, denn längere Leitungen erzeugen parasitäre Effekte in der Schaltung, die sowohl die Schaltgeschwindigkeit als auch die Effizienz nachteilig beeinflussen können.

Zweiseitige Entwärmung

Für eine bessere Kühlung in aktuellen Schaltungsdesigns hat ON Semiconductor spezielle Einhausungen für Leistungselektronikbauteile entwickelt. Die Dual-Cool-Technologie basiert auf einem PQFN-Gehäuse (Power Quad Flat-No-Lead) und bildet einen direkten Wärmepfad von den Drain- und Source-Flächen der vertikalen MOSFET-Chipstruktur zu den äußeren Gehäuseanschlussflächen auf der Ober- und Unterseite. Neben der direkten Wärmeabgabe in die Leiterplatte erleichtert dieser Aufbau das Hinzufügen eines externen Kühlkörpers.

Das Dual-Cool-Konzept basiert auf dem etablierten PQFN-Gehäuse, ist jedoch um zusätzliche Funktionen erweitert. Weil dabei die Abmessungen und Pinbelegungen von Power33 und Power56 erhalten blieben, können Entwickler ohne eine Änderung des Leiterplattenlayout die Schaltungseffizienz verbessern. Damit sind auch flexible Bestückungszenarien zwischen Power88 und Power88DC möglich.

 

Kupferclips statt Bonddrähte: damit punktet die Dual-Cool-Technologie von ON Semiconductor. Mehr dazu auf der folgenden Seite.

Seite 1 von 41234