SMD-MOSFET mit 250 W Verlustleistung - wie wird das montiert?

Am 09.05.2012 15:36, schrieb Edzard Egberts:

Nö. 2oz copper ist auf metrisch 70µm Beschichtung (auf imperialisch

2.8mils), also das Doppelte von dem normalen 35µm Material. Die 2oz beziehen sich auf eine Quadratlatsche Kupfer, also Masse Cu ausgewalzt auf die Fläche eines Quatratfußes.

Löten. Aber auf der anderen seite müssen die Dingense an einen Kühlkörper. Die Leiterbahnen können die Wärme nicht ableiten, sie sind nur dazu so dick, um die Ströme zu ertragen.

Waldemar

--
My jsme Borgové. Sklopte ¨títy a vzdejte se. Odpor je marný.

Am 09.05.2012 15:36, schrieb Edzard Egberts:

Ich versteh das als eine quadratische FR4-Platine mit 1,5 inch Kantenlänge auf der sich ein quadratisches Pad mit 1 inch Kantenlänge befindet. Die Dicke der Kupferauflage soll 70 µm (2 oz/sq.ft) sein.

Damit dürfen sich die übrigen Fragen erledigen.

Thorsten

Edzard Egberts schrieb:

Hallo,

da hast Du etwas missverstanden, mit 2 oz copper ist einfach nur 70 µm dickes Kupfer auf der Leiterplatte gemeint, darauf ein 25,5 * 25,4 mm grosses Pad auf einer 38 * 38 mm großen FR4 Leiterplatte.

Schau mal hier:

1 Quadratfuß der Kupferfolie wiegt halt gerade 2 Unzen. Ja die Amis, einfach die Dicke der Folie anzugeben wäre zu einfach, auch wenn die Materialprüfung das Flächengewicht misst.

Bye

Waldemar Krzok schrieb:

LOL! Dass wir vom Inch (Breite des Daumens Heinrich I. von England) auf den Quadratfuß kommen, hat hier gerade für Erheiterung gesorgt. :o)

Das möchte ich jetzt einfach mal bezweifeln: Im Datenblatt steht "Low Thermal Resistance to PCB (? 0.5°C/W)". Mit 0.5°C/W kommt man auf die

250 W und ich kann mir nicht vorstellen, dass man diesen Übergangswiderstand ohne Löten hinbekommt. Also mir ist schon klar, dass die 250 W völlig utopisch sind, aber auch bei 20, 50, 100 W (da will ich eigentlich hin) kann ich mir nicht wirklich vorstellen, wie man da die Wärme weg bekommt.

Am 09.05.2012 15:36, schrieb Edzard Egberts:

Die 250W sind erlaubt, wenn Du dafür sorgst, das Tc (Gehäusetemperatur) immer unter 25°C bleibt. Das schaffste mit der Leiterplatte sicherlich nicht.

Die Angabe ist also nur fürs Marketing wichtig, als Ing. schaue ich da schon lange nicht mehr drauf.

Michael

Am 09.05.2012 16:09, schrieb Edzard Egberts:

Mehr als 10W geht auf einem normalen PCB sicherlich nicht. Willste mehr, brauchst Du Kupfer-Inlays oder Ähnliches, um die Wärme effizient an einen Kühlkörper abzuleiten. Kommt natürlich auch auf die Umgebungstemperatur an.

Michael

Am 09.05.2012 16:15, schrieb Michael S:

Ich habe mal ein Sandwich gesehen, wo die Transis zwischen einem Kühlblock oben und eine Platte darunter Quergeschraubt wurden. Auf die Platine und die Verlötung würde ich mich nicht verlassen. Es sei denn, man macht das so, wie die Cray-Kompis gebaut wurden: Platinen mit Kühlmittel mittendurch :-). Masseleitungen als Kapilaren ausgeführt, sozusagen.

Waldemar

--
My jsme Borgové. Sklopte ?títy a vzdejte se. Odpor je marný.

Michael S schrieb:

Mir ist schon klar, dass das ein eher theoretischer Höchstwert ist und ich interessiere mich dafür, wie viel davon man praktisch erreichen kann und was man dafür tun muss.

Na ja, wenn man Leistung verbraten will, muss man ja irgendwo anfangen und dieser Wert begrenzt durchaus des öfteren die Einsatzmöglichkeiten eines Transistors. Das scheint alles vom thermischen Übergangswiderstand des Gehäuses abzuhängen und da könnte ein verlöteter SMD-Transistor durchaus etwas bringen. Leider wird es dann eben nach dem Gehäuse schwierig...

Michael S schrieb:

Darauf läuft es wohl hinaus - ist also nicht annähernd möglich, die angegebene Verlustleistung zu erreichen.

Aha, sieh' an - die kannte ich so nicht. Ich finde, Marketing-Leute sollte man jeden Tag hauen: "thermische Leitfähigkeit 370 W/mK"! Sind also etwa 2,7 K/W, die noch vor dem Kühlkörper liegen...

Damit habe ich zwar meine Leiterplatte mit Kupferblock (der sogar ausdrücklich zum Festlöten von Halbleitern angegeben ist) bekommen, das wird aber auch nicht besser, als eine übliche Transistor/Kühlkörper Kombination.

Klar, ich möchte hier aber erst einmal den Wärmeübergang Halbleiter -> Kühlkörper untersuchen.

Edzard Egberts schrieb:

Hallo,

schau Dir mal hier

gleich auf der ersten Seite. Der Drain wird über 4 SMD Füße angeschlossen für den nötigen geringen elktrischen und thermischen Widerstand. Für den Source nehmen sie ja auch gleich 3. Das FET Gehäuse hat auf der Unterseite ja auch eine Metallplatte zur Wärmeabfuhr. Nach soll offenbar beim Reflow Löten die komplette Metallfläche auf der Unterseite mit dem Pad verlötet werden.

Bye

Dann hat er laut Datenblatt im Dauerbetrieb immer noch 35C/W. Das heisst bei 4W kann man eine Espressor drauf kochen und bei 5-6W isser nach einiger Zeit hin.

Diese absurd hohen Angaben bei FETs sind meist Marketinggelaber und gelten nur bei Betrieb auf dem Mond. Aber nur auf der der Sonne abgewandten Seite.

Lustig auch die per Hand getuenchte SOA in Figure 8. Und DC scheint auch nur ... ahem ... als "Single Pulse" zu gelten. Auf gut deutsch, viel mehr als ein Watt mute ich solche Gehaeuse nicht zu und sie sind fuer Hochleistungsbetrieb total ungeeignet. Fuer etliche Watt oder zig Watt braucht man was zum Anschrauben.

[...]

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Am 09.05.2012 16:15, schrieb Michael S:

Das Datenblatt des genannten Transistors sagt dann auch schon auf Seite

1, dass die 250W nur gelten wenn die Gehäuserückseite 25°C hat, was bei 250W erstmal geschafft werden will.

Für die angeführte Platine mit Kupferauflage gibt das Datenblatt dann bei 25°C Umgebungstemperatur auch nur noch ein Pmax von 3,6W an.

Thorsten

Okay, aber man sollte eben seinen Informationsstand überprüfen, bevor man andere Leute für Idioten hält. ;o)

Mir kam es ja schon seltsam vor, den Abstand zu völligem Blödsinn hätte ich aber doch noch höher eingeschätzt. Wäre ja möglich gewesen, dass es da einen Trick gibt.

Das ist doch mal eine eindeutige Aussage!

IRF250 im TO3-Gehäuse bis 150 W und kostet fast 20 ¤. Der Preis der SMD-Bauteile hatte mich da schon misstrauisch gemacht...

Am 09.05.2012 16:53, schrieb Joerg:

Da ist, mangels Konvektionsmediums, die Kühlung noch beschissener ;-). Aber auf bestimmten Planeten, mit Ozeanen flüssigen Stickstoffs, könnte es sehr gut klappen. Nach diesem Motto könnte man auch 1kA über eine AWG28 Leitung schicken. Solange die Oberflächentemperatur 25°C nicht überschreitet...

Waldemar

--
My jsme Borgové. Sklopte ¨títy a vzdejte se. Odpor je marný.

Thorsten Just schrieb:

Davon rede ich doch die ganze Zeit! ;o)

Ich muss mir echt eine Lesebrille besorgen - stimmt, da ist ja auch so eine kleine 5 im Kreis hinter! Damit bin ich jetzt zufrieden, wollte ja nur wissen, was man mit diesen Dingern anfangen kann.

Die Marketingleute? Deshalb gibt es ja das Kleingedruckte im Datenblatt, in diesem Fall die Kringelzahlen und Fussnoten, damit sichern die sich ab.

Es geht noch hoeher, hier ein FET im TO264 Gehaeuse mit duennen Beinchen, Leistungsangabe 2.5 Kilowatt (!):

Hat Newark im Sonderangebot fuer $10. Aber TO3 ist echt nicht mehr zeitgemaess, sowas kostet heutzutage Boutiquepreise.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

Stimmt, die Sache mit dem Durchstecken ist lästig und gleich zwei Schrauben! Sonst kenne ich eigentlich nur die TO-220-Variationen (also drei Beine an der Seite). Ich habe eigentlich gedacht, dass es da sonst noch irgendwelche Klötze gibt, aber nichts gefunden. Die Dreibeiner reichen wahrscheinlich. So lange man den Kühlkörper auf menschenfreundliche Werte dimensioniert (darf beim Anfassen nicht zischen ;o), kommt das mit der Sperrschichttemperatur ja meistens noch hin.

Am 09.05.2012 16:53, schrieb Joerg:

Wenn man die Wärme mit Vias unterm Pad durch die Leiterplatte abführt und auf der anderen Seite einen Kühlkörper anbindet, gehen da schon einige Watt und es ist auch in Serie produzierbar.

Will man noch mehr haben, nimmt man moderne aber noch teure Leiterplatten mit Kupfer-Inlets. Der Wärmewiderstand durch das PCB hindurch ist dann sehr gering, der Flaschenhals ist dann die elektrisch isolierte Anbindung zum Kühlkörper mittels Gap-Pad o.ä.

Ich finde diese Gehäuse eigentlich nicht schlecht, viel besser als DPAK und D2PAK, weil kleiner und induktivitätsärmer.

Man kann zum Messen halt keine Rogowski-Coil und auch keine Ferritperlen mehr über die Beinchen schieben. Aber für die Serienproduktion ist das eh unerheblich.

--
Michael

Die gibt es:

Manchmal habe ich mit dicken Stromgeneratoren zu tun, da sind die noch eine Ecke groesser, sollte man den Nusskasten dabeihaben.

Wenn Du wirklich 100W oder mehr abheizen musst wuerde ich das auf zwei oder mehr FETs verteilen. Oder eben eine Klotz nehmen doch die sind teuer.

--
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/