Dual-Cool-Gehäuse und Kühlkörper

Das Dual-Cool-Angebot von ON Semiconductor umfasst mehr als 20 Bausteine mit BVDSS-Werten von 25 bis 150 V und mehreren Optionen für RDS(on)-Werte und Gehäusegrößen. Alle Dual-Cool-Bausteine sind bleifrei, RoHS-konform und in PQFN-Gehäusen mit den Abmessungen 3,3 × 3,3 mm2, 5 × 6 mm2 und 8 × 8 mm2 erhältlich.

Bild 3: Kombiniert mit einem Kühlkörper bewirkt das Dual-Cool-Gehäuse eine hocheffiziente Entwärmung.

Bild 3: Kombiniert mit einem Kühlkörper bewirkt das Dual-Cool-Gehäuse eine hocheffiziente platzsparende Entwärmung. ON Semiconductor

Kühlkörper verbessern die Wärmeableitung und damit das Wärmemanagement weiterhin – insbesondere wenn Luft über die Oberfläche strömt. Je nach Anwendung, verfügbarem Platz und abzuführender Wärmemenge sind viele Arten und Formen von Kühlkörpern einsetzbar. Die entsprechende Befestigungsmethode wie Löten, Push-Pin, Thermoband, Schrauben oder Kleben hängt dabei von den Anforderungen der Endanwendung und den verfügbaren Fertigungsprozessen ab.

Wärmeschnittstellenmaterialien (TIM; Thermal Interface Materials) wie Wärmeleitpaste, Isolier-Pad, PCM (Phase Change Material), Thermoband, Gap-Filler-Material oder Gel sowie wärmeleitfähige Kleber können den thermischen Kontakt zwischen dem Dual-Cool-Gehäuse und dem Kühlkörper verbessern. Sie eliminieren unter anderem Lufteinschlüsse in der Schnittstelle, die andernfalls die Wärmeableitung einschränken.

Der Anwendungsfall entscheidet

Tests und Evaluierungen von ON Semiconductor zeigen, dass Wärmeleitpaste, vor allem aufgrund der dünnen Spaltmaße, besser geeignet ist als Gap-Filler. Gebondete Gehäuse zeigen 10 Prozent bessere Werte mit Wärmeleitpaste als mit Gap-Pads. Dieser Wert steigt auf 12 Prozent bei Gehäusen mit Clips. Bei Dual Cool zeigt sich eine um 21 Prozent bessere Wärmeableitung.

Ein Baustein, der beispielsweise 5,8 W über ein Thermal Gap-Pad abführt, kann dann ohne weitere Anpassungen 7 W mit Wärmeleitpaste abführen. Bezüglich der Wärmeableitung mag Wärmeleitpaste zwar besser geeignet sein – diese lässt sich jedoch schwieriger aufbringen, nachbearbeiten und bietet nicht die elektrischen Isoliereigenschaften eines Pads. Der Anwendungsfall entscheidet daher, welche Eigenschaften Priorität haben.

Werden Kühlkörper festgeschraubt, mit Push-Pin-Technik oder per Löten befestigt, wirken mechanische Drucklasten auf das Bauteil. Tests und Simulationen am Dual-Cool-Gehäuse PQFN mit 8 × 8 mm2 bestätigen, dass diese hohen Druckbelastungen von bis zu 1500 N standhalten, ohne dass es zu einem elektrischen oder mechanischen Versagen kommt.

 

Details zum Leiterplattenlayout mit Dual-Cool-Gehäusen beschreibt der Artikel auf der nächsten Seite.

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