DE4416403C2 - Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer solchen Kühlvorrichtung - Google Patents
Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer solchen KühlvorrichtungInfo
- Publication number
- DE4416403C2 DE4416403C2 DE19944416403 DE4416403A DE4416403C2 DE 4416403 C2 DE4416403 C2 DE 4416403C2 DE 19944416403 DE19944416403 DE 19944416403 DE 4416403 A DE4416403 A DE 4416403A DE 4416403 C2 DE4416403 C2 DE 4416403C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- circuit board
- coating
- printed circuit
- cooling device
- assembly
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
- H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
- H05K7/20463—Filling compound, e.g. potted resin
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C39/10—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. casting around inserts or for coating articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/08—Coating a former, core or other substrate by spraying or fluidisation, e.g. spraying powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C41/00—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor
- B29C41/02—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C41/20—Shaping by coating a mould, core or other substrate, i.e. by depositing material and stripping-off the shaped article; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. moulding inserts or for coating articles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/22—Secondary treatment of printed circuits
- H05K3/28—Applying non-metallic protective coatings
- H05K3/284—Applying non-metallic protective coatings for encapsulating mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
- H05K1/0203—Cooling of mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
- H05K1/181—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with surface mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/02—Fillers; Particles; Fibers; Reinforcement materials
- H05K2201/0203—Fillers and particles
- H05K2201/0206—Materials
- H05K2201/0209—Inorganic, non-metallic particles
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
- H05K2203/13—Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
- H05K2203/1305—Moulding and encapsulation
- H05K2203/1316—Moulded encapsulation of mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/32—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits
- H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
- H05K3/341—Surface mounted components
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Insulated Metal Substrates For Printed Circuits (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kühlvorrichtung für
eine Leiterplatte gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Her
stellen einer solchen Kühlvorrichtung.
Bei Leiterplatten der gattungsgemäßen Art, die oftmals
auch als "Platinen" oder als "gedruckte Schaltungen" be
zeichnet werden, sind zumindest auf einer Seite der Leiter
platte gedruckte Leiterbahnen ausgebildet, die das jeweils
gewünschte Verdrahtungsmuster bilden. Hierdurch ist es mög
lich, auf einer oder ggf. auch auf beiden Seiten der Lei
terplatte eine Vielzahl elektronischer Festkörperbauelemen
te in Form von Widerständen, Kondensatoren, Transistoren
oder integrierten Schaltungen anzuordnen und diese durch
Löten mit der Leiterplatte zu verbinden, so daß eine elek
trische Schaltungsbaugruppe gebildet wird, die die er
wünschte Schalt- oder Steuerungsfunktion ausführt. Das
Festlöten erfolgt üblicherweise dadurch, daß Anschlußstifte
des betreffenden Bauelements in eine Bohrung der Leiter
platte eingesteckt und an einer dort vorgesehenen Lötöse
angelötet werden. Bei einer in SMD-Technik ("Surface moun
ted device") bestückten Leiterplatte werden die entspre
chenden SMD-Bauelemente hingegegen unmittelbar an der Be
stückungsseite festgelötet, so daß die Notwendigkeit von
Befestigungslöchern entfällt. Bei einem besonders komplexen
Verdrahtungsmuster ist es im übrigen manchmal notwendig,
eine aus mehreren Schichten bestehende oder sogenannte Mul
tilayer-Platine zu verwenden; auch hier ist die erfindungs
gemäße Kühlvorrichtung verwendbar.
Infolge der immer mehr ansteigenden Packungsdichte mo
derner Leiterplatten bereitet die von den jeweiligen elek
tronischen Bauelementen entwickelte Wärme in zunehmendem
Maße Probleme, da eine örtliche Überhitzung einzelner Bau
elemente und eine hieraus ggf. resultierende Zerstörung des
betreffenden Bauelements bzw. der Leiterplatte verhindert
werden muß. Ein besonderes Problem stellt die Wärmeentwick
lung im übrigen dann dar, wenn auf der Leiterplatte auch
Leistungshalbleiter angeordnet sind, die zum Schalten gro
ßer Ströme verwendet werden. In beiden Fällen muß daher
durch eine geeignete Kühlvorrichtung dafür gesorgt werden,
daß die entwickelte Wärme sicher und zuverlässig von den
elektronischen Bauelementen und der Leiterplatte abgeführt
wird.
Eine bekannte Kühlvorrichtung zur Lösung dieses Pro
blems besteht aus einer in die Leiterplatte eingebetteten
Metallplatte, die gleichsam einen metallischen Kern der
Leiterplatte bildet; dieser metallische Kern, der z. B. an
den Rändern mit weiteren Metallteilen zur Wärmeabfuhr ver
bunden sein kann, liegt aufgrund der geringen Dicke der an
deren Schichten der Leiterplatten in unmittelbarer Nähe der
eingelöteten Bauelemente und kann daher trotz des schlech
ten thermischen Leitvermögens dieser Zwischenschichten die
von den Bauelementen entwickelte Wärme aufnehmen. Ein Nach
teil dieses bekannten Verfahrens liegt jedoch darin, daß
die Herstellungskosten äußerst hoch sind, zumal in aufwen
diger Weise dafür gesorgt werden muß, daß der metallische
Kern keine ungewollten Kurzschlüsse hervorruft; eine zu
diesem Zweck vorgenommene Isolation wird beispielsweise
durch ein Wirbelsinterverfahren, eine Kernlaminierung oder
durch eine Porzellan-, elektrostatische, elektrophoretische
oder Tauchbeschichtung erreicht. Eine in der DE 37 37 889
A1 beschriebene Variante dieser bekannten Kühlvorrichtung,
bei der die metallische Platte durch thermisch leitende
Füllstoffe ersetzt ist, leidet ebenfalls an den sehr hohen
Herstellungskosten.
Als Alternative zu den beiden vorgenannten Kühlvorrich
tungen wurde bereits vorgeschlagen, die der bestückten
Seite der Leiterplatte abgewandte Seite (d. h. die Unter
seite) in engen Kontakt mit einem flächigen Kühlkörper zu
bringen. So wird beispielsweise in der DE 42 26 168 A1 ein
Verfahren zum Herstellen einer elektronischen Baugruppe be
schrieben, bei dem die Unterseite über einen Wärmeleitkle
ber mit dem Kühlkörper verbunden ist; eine ähnliche Kühlan
ordnung ist aus der DE 34 44 699 A1 bekannt. In diesem Zu
sammenhang ist es weiterhin bekannt, eine Vorimprägnierung
(ein sogenanntes "Prepreg") der zu beklebenden Unterseite
der Leiterplatte vorzusehen. Diese bekannten Anordnungen
haben jedoch den Nachteil, daß der Klebstoff die Wärmeüber
tragung behindern kann; zur Vermeidung dieses Nachteils
wird daher in der DE 39 32 213 A1 vorgeschlagen, unter dem
Ort der jeweils die größte Wärme erzeugenden Bauelemente
eine Aussparung im Kühlkörper vorzunehmen, die mit einer
wärmeleitenden Paste aufgefüllt wird. Beiden bekannten
Kühlvorrichtungen ist jedoch der Nachteil gemeinsam, daß
der (meist aus Aluminium bestehende) Kühlköper in seiner
Herstellung sehr aufwendig und demgemäß entsprechend teuer
ist. Darüber hinaus kann die Bestückung der Leiterplatte,
nur einseitig erfolgen, so daß der Einsatzbereich entspre
chend eingeschränkt ist.
In der EP 0 324 890 A1 ist eine sogenannte gedruckte
Schaltungsplatte beschrieben, bei der nicht nur die Leiter
bahnen, sondern auch die elektronischen Bauelemente selbst
als gedruckte Teile ausgebildet werden; diese bekannte
Schaltungsplatte entspricht somit einer Art Dünnfilmschal
tung. Um zu erreichen, daß die hergestellten elektronischen
Dünnfilmelemente geschützt sind, wird bei dieser bekannten
Dünnfilmschaltung über der gesamten Oberfläche ein dünner
isolierender Film ausgebildet, der anschließend mit einem
dünnen wärmeleitenden Film bedeckt wird, um die Wärmeabfuhr
zu verbessern. Bei der von der Erfindung unter Schutz ge
stellten gattungsgemäßen Leiterplatte werden hingegen fer
tige elektronische Festkörperbauelemente angelötet, so daß
der prinzipielle Aufbau und die wesentlichen Herstellungs
schritte mit denen dieser bekannten Dünnfilmschaltung nicht
vergleichbar sind.
Darüber hinaus wird in der DE 30 03 373 A1 eine Leiterplatte beschrieben, die
auf ihrer Rückseite eine wärmeleitende, isolierende Schicht aufweist. Diese Schicht aus
einem elastomeren Material oder Kunstharz dient dazu, einen Zwischenraum zwischen
den Bauteilen auf der Leiterplatte und einem metallischen Körper zu überbrücken, um
einen Wärmetransport von den Bauteilen mittels des metallischen Körpers zu erzeugen.
Die DE 42 37 870 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Steuergeräts.
Eine Leiterplatte wird mittels Abdeckhauben oder einem Lacküberzug abgedeckt und
danach mit einem Schaumstoff Material umgeben, um sie vor mechanischer
Beanspruchung, Nässe oder Beschädigung zu schützen. Durch die obengenannten
Maßnahmen wird die Wärmeabfuhr begrenzt. Als Lösung dieses Problems wird
angegeben, die Bauteile geeignet zu positionieren und einen Kühlkörper zu verwenden.
In gleicher Weise beschreibt die US 39 19 602 daß eine Schicht aus
Silikongummi, synthetischem Harz oder einem anderen Material als eine Schicht zum
Schutz von Halbleitereinheiten, die ohne Gehäuse auf einer Leiterplatte angebracht sind,
verwendet wird. Es findet sich aber kein Hinweis auf Maßnahmen zur Wärmeableitung
von Bauteilen auf einer Leiterplatte.
In der US 43 26 238 wird eine Leiterplatte offenbart, die in einem Spalt zwischen
einem Halbleitersubstrat und einem elektronischen Bauelement ein eingefülltes Harz
aufweist. Zusätzlich wird das Bauelement mit einer eben solchen Schicht umhüllt, die
zum Schutz des Bauteils dient. Zwischen dem in den Spalt gefüllten Harz und dem
Schaltungssubstrat befindet sich eine thermisch leitende Schicht, die ein Metall
aufweist, welches ein fein verteiltes Pulver sein kann. Das in den Spalt gefüllte Harz
stellt eine Wärmebrücke von einem Bauteil auf der Leiterplatte zu einer auf dem
Schaltungssubstrat liegenden Metallschicht dar.
In der US 51 61 092 wird schließlich eine Vorrichtung zur Wärmeableitung von
einer Leiterplatte beschrieben, die aus einer metallischen Platte besteht, auf der ein
elastomerer Stoff aufgebracht ist. Die Platte wird so an der Anschlußseite (Lötseite)
einer bestehenden Leiterplatte befestigt, daß die Anschlüsse der Bauelemente in den
elastomeren Stoff ragen, die dahinter befindliche Metallplatte jedoch nicht berühren.
Somit wird eine thermische Kupplung des Bauteils mit der Metallplatte über den
elastomeren Stoff durchgeführt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kühlvor
richtung für eine Leiterplatte der im Oberbegriff des An
spruchs 1 angegebenen Art zu schaffen, die sich durch äu
ßerst günstige Herstellungskosten auszeichnet, eine hervor
ragende Wärmeabfuhr sicherstellt und darüber hinaus ein
breites Anwendungsgebiet der Leiterplatte ermöglicht. Wei
terhin soll ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen
Kühlvorrichtung angegeben werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich der
Vorrichtung mit dem im Kennzeichungsteil des Anspruchs 1
angegebenen Maßnahmen und hinsichtlich des Verfahrens mit
den im Kennzeichungsteil des Anspruchs 8 angegebe
nen Verfahrensschritten gelöst.
Von der Erfindung wird demgemäß vorgeschlagen, als
Kühlvorrichtung ausschließlich eine aus thermisch leitendem und vorzugs
weise elektrisch isolierendem Kunststoff gebildete Be
schichtung vorzusehen. Eine derartige Beschichtung ist sehr
preiswert, da sie gemäß der in den Ansprüchen 6 und 7 ange
gebenen Weiterbildung der Erfindung z. B. aus einer duropla
stischen oder thermoplastischen Vergußmasse aus einem
Epyxidharz-, Polyamid- oder Polyurethan-Basismaterial be
stehen kann, in dem Aluminium-, Aluminiumoxid- oder auch
Aluminiumhydroxid-Partikel als Füllstoff enthalten sind,
die beispielsweise rund geformt sind; derartige Kunststoffe
sind im Handel sehr günstig erhältlich, so daß die Gesamt
kosten der erfindungsgemäßen Kühlvorrichtung wesentlich ge
ringer anzusetzen sind als die der herkömmlichen Kühlvor
richtungen, bei denen ein bearbeiteter Metall-Kühlkörper
verwendet wird. Da sich die erfindungsgemäße Beschichtung
in nahezu beliebiger Dicke auftragen läßt, kann trotz der
im Vergleich zu Aluminium geringeren Wärmeleitfähigkeit ei
ne hohe und für die wesentlichen Anwendungsfälle in der Re
gel stets ausreichende Wärmeableitung erzielt werden, wie
auch mit Versuchen bestätigt werden konnte. Da insbesondere
bei Verwendung einer elektrisch isolierenden Beschichtung
ein nahezu beliebiger Auftrag der Vergußmasse möglich ist,
kann die Leiterplatte an beliebigen Stellen und insbeson
dere auch an der Bestückungsseite erfolgen; selbst bei
zweiseitig bestückten Leiterplatten kann das Prinzip der
Erfindung somit problemlos angewandt werden.
Die mit der Erfindung erzielbare Flexibilität zeigt
sich z. B. darin, daß es ohne weiteres möglich ist, die Be
schichtung aus mehreren, nur partiell auf eine oder beide
Oberflächen der Leiterplatte und vorzugsweise mittels eines
Aufspritzverfahrens aufgebrachten Beschichtungsteilberei
chen zu bilden, wobei es sich beispielsweise empfiehlt, je
weilige wärmeerzeugende elektronische Bauelemente in den
Beschichtungsteilbereichen einzubetten.
Mittels des ge
nannten Aufspritzverfahrens ist diese selektive Beschich
tung problemlos und auch preiswert durchführbar.
Die Erfindung gestattet es nach der Lehre des Anspruchs
4 darüber hinaus, diese Beschichtungsteilbereiche derart
anzuordnen, daß die Leiterplatte nach der Ausbildung der
Beschichtungsteilbereiche mit den elektronischen Bauelemen
ten bestückt und verlötet werden kann. Damit besteht also
auch die Möglichkeit, trotz der bereits vorhandenen Kühl
vorrichtung eine Montage oder einen Austausch von Bauele
menten zum Zwecke der Reparatur vorzunehmen, falls dies ge
wünscht ist.
Andererseits liegt ein wesentlicher Gesichtspunkt der
Erfindung gemäß Anspruch 5 darin, die Beschichtung dadurch
zu bilden, daß die mit den elektronischen Bauelementen be
reits bestückte Leiterplatte teilweise oder vollständig in
den thermisch leitenden und elektrisch isolierenden Kunst
stoff eingegossen wird. Diese Variante der Erfindung bietet
sich insbesondere dann an, wenn eine möglichst umfassende
Wärmeableitung gewünscht ist. Weitere Kennzeichen dieser
Variante der Erfindung sind die unter Umständen noch preis
wertere Herstellung (Verwendung einer Gießform, Eingießen
der Leiterplatte in eine bereits vorhandene Ausnehmung ei
nes Geräts) sowie die vollständige Kapselung, die auch ei
nen Schutz gegen Umwelteinflüsse wie insbesondere Wasser
und dergleichen bietet; nachteilig gegenüber den anderen
Varianten ist allerdings die erschwerte Reparatur bzw. der
beim Austausch einzelner Bauelemente erforderliche Abtrag
der Beschichtung.
Wesentliche Verfahrensschritte zum Herstellen der er
findungsgemäßen Beschichtung sind Gegenstand der Verfah
rensansprüche.
Die Erfindung wird nunmehr nachstehend anhand der Be
schreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf
die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 anhand eines schematischen Querschnitts
ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 2 anhand eines schematischen Querschnitts
ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 3 anhand eines schematischen Querschnitts
ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Bei dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine
Leiterplatte 2 noch nicht mit den vorgesehenen elektroni
schen Bauelementen bestückt. Diese werden an einem mittle
ren Bereich der Leiterplatte 2, der durch Bohrungen zum
Einstecken dieser Bauelemente schematisch angedeutet ist,
durch Einlöten befestigt. Außerhalb dieses mittleren Be
reichs ist eine Beschichtung 1 aus thermisch leitendem
Kunststoff vorgesehen, die durch dosiertes Aufspritzen,
d. h. durch eine sogenannte Dosiertechnik, aufgebracht wird.
Diese Beschichtung kann eine im Vergleich zur Leiterplatte
durchaus beträchtliche Dicke aufweisen, so daß eine gute
Wärmeableitung gewährleistet ist. Da die Beschichtung 1
keines der später montierten Bauelemente berührt, ist es
u. U. möglich, auf die Verwendung eines elektrisch isolie
renden Kunststoffs für die Beschichtung 1 zu verzichten.
Wenn sich jedoch auf dem von der Beschichtung 1 bedeckten
Oberflächenbereich Leiterbahnen befinden, sollte zur Ver
meidung eines Kurzschlusses gleichwohl ein elektrisch iso
lierender Kunststoff verwendet werden.
Der besondere Vorteil dieses ersten Ausführungsbei
spiels liegt darin, daß trotz der erfindungsgemäßen Be
schichtung 1 ein Austausch von Bauelementen im Falle einer
Reparatur jederzeit problemlos möglich ist.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel
wird die Leiterplatte 2 zunächst mit den vorgesehenen elek
tronischen Bauelementen 3 bestückt, worauf die Beschichtung
1 durch Aufspritzen oder Vergießen derart aufgebracht wird,
daß sämtliche Bauteile 3 oder zumindest diejenigen mit der
größten Wärmeentwicklung vollständig in der Beschichtung 1
eingebettet sind; die Wärme wird daher von diesen Bauele
menten optimal abgeführt. Wie in der Fig. 2 schematisch an
gedeutet ist, kann die Beschichtung 1 auch an der Untersei
te partiell oder als vollständige Schicht vorgesehen wer
den, um die Wärmeableitung noch zu verbessern. Es versteht
sich, daß bei diesem Ausführungsbeispiel ein elektrisch
isolierender Kunststoff für die Beschichtung 1 verwendet
werden muß.
Gemäß Fig. 3 ist es schließlich auch möglich, die mit
den Bauelementen 3 bereits fertig bestückte Leiterplatte 2
derart mit Kunststoffmaterial zu vergießen, daß eine Be
schichtung 1 gebildet wird, die die Leiterplatte 2 samt den
darauf befindlichen Bauelementen 3 im wesentlichen voll
ständig umgibt. Wenn die Leiterplatte 2 in einer Ausnehmung
7 eines Geräts befestigt werden soll, ist die Ausbildung
der Beschichtung 1 besonders einfach, da es dann nämlich
genügt, die Leiterplatte 2 in der Ausnehmung 7 geeignet zu
plazieren und anschließend die Ausnehmung 7 mit dem Kunst
stoff aufzugießen; in diesem Fall wird mit der Erfindung
der weitere Vorteil erzielt, daß die Befestigung der Lei
terplatte 2 noch einfacher ist bzw. daß auf diese ganz ver
zichtet werden kann.
Selbstverständlich könnte es sich bei der Ausnehmung 7
auch um eine zum Herstellen einer vollständig umhüllten
Leiterplatte vorgesehene Gußform handeln. Jedoch kann auch
hier der Auftrag des Kunststoffs durch Aufspritzen erfol
gen.
Die erfindungsgemäße Beschichtung 1 ist auch bei zwei
seitig bestückten Leiterplatten und/oder bei in Multilayer
technik hergestellten und/oder bei in SMD-Technik ("Surface
mounted device") bestückten Leiterplatte problemlos anwend
bar.
Als Kunststoffmaterial für die Beschichtung 1 wird bei
spielsweise eine duroplastische oder thermoplastische Ver
gußmasse verwendet, die aus einem Epyxidharz-, Polyurethan-
oder auch Polyamid-Basismaterial besteht, in welchem z. B.
Aluminium-, Aluminiumoxid- oder Aluminiumhydroxid-Partikel
als Füllstoff enthalten sind; falls dies herstellungstech
nisch möglich ist, sind diese Partikel vorzugsweise rund,
obgleich auch eine unregelmäßige Gestalt zulässig ist. Ein
derartiges Kunststoffmaterial zeichnet sich durch hohe Wär
meleitfähigkeit aus und ist aufgrund des völligen Ein
schlusses der vergleichsweise kleinen Aluminiumpartikel in
dem Polyamid-Basismaterial dennoch elektrisch isolierend,
so daß es in allen genannten Fällen problemlos und ohne die
Gefahr von Kurzschlüssen verwendet werden kann. Wenn als
Material für die eingeschlossenen Partikel Aluminiumoxid-
oder Aluminiumhydroxid verwendet wird, ist die elektrische
Leitfähigkeit dieser Partikel praktisch Null, so daß in je
dem Fall eine hervorragende elektrische Isolation erzielbar
ist. Auch die Spritz- und Gießfähigkeit eines solchen Mate
rials ist hervorragend für die Zwecke der Erfindung geeig
net.
Claims (13)
1. Baugruppe, die eine Leiterplatte und eine Kühlvorrich
tung für die Leiterplatte (2) aufweist, wobei
auf der Leiterplatte mindestens auf einer Seite ge druckte Leiterbahnen ausgebildet sind und sie eine Vielzahl elektronischer Festkörperbauelemente (3) auf weist, die durch Löten mit der Leiterplatte (2) verbun den sind, um eine elektrische Schaltungsbaugruppe zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühlvorrichtung ausschließlich aus einer aus ther misch leitendem und elektrisch isolierendem Kunststoff gebildeten Beschichtung ausgebildet ist.
auf der Leiterplatte mindestens auf einer Seite ge druckte Leiterbahnen ausgebildet sind und sie eine Vielzahl elektronischer Festkörperbauelemente (3) auf weist, die durch Löten mit der Leiterplatte (2) verbun den sind, um eine elektrische Schaltungsbaugruppe zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kühlvorrichtung ausschließlich aus einer aus ther misch leitendem und elektrisch isolierendem Kunststoff gebildeten Beschichtung ausgebildet ist.
2. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (1) aus mehreren, nur partiell auf
eine oder beide Oberflächen der Leiterplatte (2)
aufgebrachten Beschich
tungsteilbereichen besteht.
3. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
jeweilige wärmeerzeugende elektronische Bauelemente (3)
in den Beschichtungsteilbereichen eingebettet sind.
4. Baugruppe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
daß die Beschichtungsteilbereiche derart angeordnet
sind, daß die Leiterplatte (2) nach der Ausbildung der
Beschichtungsteilbereiche mit den elektronischen Bau
elementen (3) bestückbar und verlötbar ist.
5. Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (1) durch teilweises oder vollständi
ges Eingießen der mit den elektronischen Bauelementen
(3) bestückten Leiterplatte (2) in den thermisch lei
tenden und elektrisch isolierenden Kunststoff gebildet
ist.
6. Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial der Beschich
tung (1) aus einer duroplastischen oder thermoplasti
schen Vergußmasse besteht.
7. Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die duroplastische oder thermoplastische Vergußmasse
aus einem Epyxidharz-, Polyurethan- oder Polyamid-Ba
sismaterial besteht, in dem runde Aluminium-, Alumi
niumoxid- oder Aluminiumhydroxid-Partikel als Füllstoff
enthalten sind.
8. Verfahren zum Herstellen einer Baugruppe, die eine Lei
terplatte und eine Kühlvorrichtung für die Leiterplatte
(2) aufweist, wobei
auf der Leiterplatte mindestens auf einer Seite ge druckte Leiterbahnen ausgebildet sind und sie eine Vielzahl elektronischer Festkörperbauelemente (3) auf weist, die durch Löten mit der Leiterplatte (2) verbun den sind, um eine elektrische Schaltungsbaugruppe zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Herstellung der Kühlvorrichtung ausschließlich auf eine oder beide Oberflächen der Leiterplatte (2) eine Be schichtung (1) aus thermisch leitendem und elektrisch isolierendem Kunststoff mindestens partiell aufgebracht wird.
auf der Leiterplatte mindestens auf einer Seite ge druckte Leiterbahnen ausgebildet sind und sie eine Vielzahl elektronischer Festkörperbauelemente (3) auf weist, die durch Löten mit der Leiterplatte (2) verbun den sind, um eine elektrische Schaltungsbaugruppe zu bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur Herstellung der Kühlvorrichtung ausschließlich auf eine oder beide Oberflächen der Leiterplatte (2) eine Be schichtung (1) aus thermisch leitendem und elektrisch isolierendem Kunststoff mindestens partiell aufgebracht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (1) mittels eines Aufspritzverfahrens
aufgebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung (1) derart aufgebracht wird, daß je
weilige wärmeerzeugende elektronische Bauelemente (3)
eingebettet werden.
11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beschichtung derart aufgebracht wird, daß die Lei
terplatte (2) im Anschluß hieran mit den elektronischen
Bauelementen (3) bestückt und verlötet werden kann.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß als Kunststoffmaterial eine duro
plastische oder thermoplastische Vergußmasse verwendet
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
die duroplastische oder thermoplastische Vergußmasse
aus einem Epyxidharz-, Polyurethan- oder Polyamid-Ba
sismaterial besteht, in dem runde Aluminium-, Alumi
niumoxid- oder Aluminiumhydroxid-Partikel als Füllstoff
enthalten sind.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944416403 DE4416403C2 (de) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer solchen Kühlvorrichtung |
DE9422341U DE9422341U1 (de) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19944416403 DE4416403C2 (de) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer solchen Kühlvorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4416403A1 DE4416403A1 (de) | 1995-11-23 |
DE4416403C2 true DE4416403C2 (de) | 2000-07-13 |
Family
ID=6517729
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19944416403 Expired - Fee Related DE4416403C2 (de) | 1994-05-09 | 1994-05-09 | Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer solchen Kühlvorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4416403C2 (de) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0947408A3 (de) * | 1998-03-30 | 2000-04-12 | Siemens Aktiengesellschaft | Steuergerät für eine hydraulische Bremssteuerung und Herstellungsverfahren |
DE19910500A1 (de) * | 1999-03-10 | 2000-10-05 | Bosch Gmbh Robert | Elektrisches Gerät |
DE10109083B4 (de) * | 2001-02-24 | 2006-07-13 | Conti Temic Microelectronic Gmbh | Elektronische Baugruppe |
DE10131332A1 (de) * | 2001-06-28 | 2003-01-23 | Hella Kg Hueck & Co | Elektrische Schaltungsanordnung mit zumindest einem Kühlkörper und zumindest einem anderen Teil |
EP1697190A2 (de) * | 2003-12-17 | 2006-09-06 | Continental Teves AG & Co. oHG | Elektronische kontrolleinheit für kraftfahrzeugbremssysteme |
DE102010030170A1 (de) | 2010-06-16 | 2011-12-22 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät |
DE102012203551A1 (de) | 2012-03-07 | 2013-09-12 | Robert Bosch Gmbh | Energiespeicher für Steuergeräte |
DE102012204119A1 (de) | 2012-03-15 | 2013-09-19 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von Steuergeräten |
DE102012207790A1 (de) * | 2012-05-10 | 2013-11-14 | Kuhnke Automotive Gmbh & Co. Kg | Elektrische Schaltungseinheit |
DE102013016464A1 (de) * | 2013-10-04 | 2015-04-09 | Brose Fahrzeugteile Gmbh & Co. Kommanditgesellschaft, Hallstadt | Verfahren zur Montage einer elektrischen Baugruppe und elektrische Baugruppe |
DE102017202431B3 (de) | 2017-02-15 | 2018-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Steuergerät mit einem Kühlrippen aufweisenden Gehäuse und Verfahren zum Verschließen eines Gehäuses |
CN111372369B (zh) | 2018-12-25 | 2023-07-07 | 奥特斯科技(重庆)有限公司 | 具有部件屏蔽的部件承载件及其制造方法 |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3919602A (en) * | 1972-03-23 | 1975-11-11 | Bosch Gmbh Robert | Electric circuit arrangement and method of making the same |
DE3032744A1 (de) * | 1979-08-30 | 1981-03-19 | Showa Denko K.K., Tokyo | Elektrisch isolierende unterlage mit hoher waermeleitfaehigkeit |
DE3003373A1 (de) * | 1980-01-31 | 1981-08-06 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Elektrische baueinheit mit einer leiterplatte |
US4326238A (en) * | 1977-12-28 | 1982-04-20 | Fujitsu Limited | Electronic circuit packages |
DE8114325U1 (de) * | 1981-05-14 | 1982-09-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Wärmeableitungsvorrichtung |
DE3444699A1 (de) * | 1984-12-07 | 1986-06-19 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Elektrisches leistungsbauteil |
DE3522084A1 (de) * | 1985-06-20 | 1987-01-02 | Siemens Ag | Elektrisch isolierende, gut waermeleitende kunststoffmasse mit als fuellstoff enthaltenen aluminiumpulverpartikeln sowie ein verfahren zu ihrer herstellung |
EP0324890A1 (de) * | 1987-12-18 | 1989-07-26 | Nippon CMK Corp. | Gedruckte Leiterkarte |
DE3910699A1 (de) * | 1989-04-03 | 1990-10-04 | Omt Oberflaechen Materialtech | Leiterplatte fuer integrierte schaltungen |
DE3932213A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Verbundanordnung mit leiterplatte |
DE9106035U1 (de) * | 1991-05-16 | 1992-09-24 | GKR Gesellschaft für Fahrzeugklimaregelung mbH, 71701 Schwieberdingen | Leistungssteller für Gebläsemotoren |
US5161092A (en) * | 1991-07-02 | 1992-11-03 | Hughes Aircraft Company | Circuit card assembly conduction converter |
DE4224720A1 (de) * | 1992-07-27 | 1994-02-03 | Duerrwaechter E Dr Doduco | Gehäuse für eine elektronische Schaltung mit einem Leistungshalbleiter |
DE4226168A1 (de) * | 1992-08-07 | 1994-02-10 | Sel Alcatel Ag | Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe |
DE4237870A1 (de) * | 1992-11-10 | 1994-03-10 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug, und nach diesem Verfahren herstellbares Steuergerät |
DE4232575A1 (de) * | 1992-09-29 | 1994-03-31 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung mit einer Leiterplatte, mindestens einem Leistungsbauelement und einem Kühlkörper |
-
1994
- 1994-05-09 DE DE19944416403 patent/DE4416403C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3919602A (en) * | 1972-03-23 | 1975-11-11 | Bosch Gmbh Robert | Electric circuit arrangement and method of making the same |
US4326238A (en) * | 1977-12-28 | 1982-04-20 | Fujitsu Limited | Electronic circuit packages |
DE3032744A1 (de) * | 1979-08-30 | 1981-03-19 | Showa Denko K.K., Tokyo | Elektrisch isolierende unterlage mit hoher waermeleitfaehigkeit |
DE3003373A1 (de) * | 1980-01-31 | 1981-08-06 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Elektrische baueinheit mit einer leiterplatte |
DE8114325U1 (de) * | 1981-05-14 | 1982-09-30 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Wärmeableitungsvorrichtung |
DE3444699A1 (de) * | 1984-12-07 | 1986-06-19 | Telefunken electronic GmbH, 7100 Heilbronn | Elektrisches leistungsbauteil |
DE3522084A1 (de) * | 1985-06-20 | 1987-01-02 | Siemens Ag | Elektrisch isolierende, gut waermeleitende kunststoffmasse mit als fuellstoff enthaltenen aluminiumpulverpartikeln sowie ein verfahren zu ihrer herstellung |
EP0324890A1 (de) * | 1987-12-18 | 1989-07-26 | Nippon CMK Corp. | Gedruckte Leiterkarte |
DE3910699A1 (de) * | 1989-04-03 | 1990-10-04 | Omt Oberflaechen Materialtech | Leiterplatte fuer integrierte schaltungen |
DE3932213A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-04 | Bosch Gmbh Robert | Verbundanordnung mit leiterplatte |
DE9106035U1 (de) * | 1991-05-16 | 1992-09-24 | GKR Gesellschaft für Fahrzeugklimaregelung mbH, 71701 Schwieberdingen | Leistungssteller für Gebläsemotoren |
US5161092A (en) * | 1991-07-02 | 1992-11-03 | Hughes Aircraft Company | Circuit card assembly conduction converter |
DE4224720A1 (de) * | 1992-07-27 | 1994-02-03 | Duerrwaechter E Dr Doduco | Gehäuse für eine elektronische Schaltung mit einem Leistungshalbleiter |
DE4226168A1 (de) * | 1992-08-07 | 1994-02-10 | Sel Alcatel Ag | Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe |
DE4232575A1 (de) * | 1992-09-29 | 1994-03-31 | Bosch Gmbh Robert | Anordnung mit einer Leiterplatte, mindestens einem Leistungsbauelement und einem Kühlkörper |
DE4237870A1 (de) * | 1992-11-10 | 1994-03-10 | Daimler Benz Ag | Verfahren zur Herstellung eines elektronischen Steuergeräts für ein Kraftfahrzeug, und nach diesem Verfahren herstellbares Steuergerät |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4416403A1 (de) | 1995-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010047646B4 (de) | Harz-versiegelte elektronische Steuervorrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben | |
DE69525697T2 (de) | Halbleiteranordnung vom Filmträgertyp mit Anschlusshöcher | |
DE112015003987B4 (de) | Schaltungsbaugruppe, elektrischer Verteiler und Herstellungsverfahren für eine Schaltungsbaugruppe | |
DE102018121403B4 (de) | Verfahren zur Herstellung einer stabilisierten Platine | |
EP2936556A1 (de) | Elektronikmodul mit einer mit kunststoff umhüllten elektronische schaltung und verfahren zu dessen herstellung | |
DE3639420A1 (de) | Elektrisches verbindungsbauteil und verfahren zu dessen herstellung | |
DE112016005766B4 (de) | Schaltungsanordnung und elektrischer anschlusskasten | |
DE4416403C2 (de) | Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte und Verfahren zum Herstellen einer solchen Kühlvorrichtung | |
DE102006003137A1 (de) | Elektronikpackung und Packungsverfahren | |
DE112016005794T5 (de) | Schaltungsanordnung und elektrischer Anschlusskasten | |
DE10162749A1 (de) | Schaltungsanordnung | |
WO2014122021A1 (de) | Laserbauelement und verfahren zu seiner herstellung | |
EP1276357A2 (de) | Leiterplatte für elektrische Schaltungen | |
DE202010016256U1 (de) | Leiterplatte | |
DE69100960T2 (de) | Leiterplatte. | |
DE3829117A1 (de) | Metallkern-leiterplatte | |
DE9308842U1 (de) | Elektrische Baugruppe | |
EP0489958A1 (de) | Leiterplatte für elektronische Steuergeräte und Verfahren zum Herstellen einer solchen Leiterplatte | |
EP3053192B1 (de) | Schaltungsvorrichtung und verfahren zu deren herstellung | |
DE112019002408T5 (de) | Schaltungsanordnung und elektrischer anschlusskasten | |
DE19805492C2 (de) | Leiterplatte | |
DE69936686T2 (de) | Substrat zur Montage eines Halbleiterchips | |
DE60218936T2 (de) | Harzgegossene Platte | |
WO2016030379A1 (de) | Verfahren zum herstellen eines schaltungsträgers und schaltungsträger für elektronische bauelemente | |
DE9422341U1 (de) | Kühlvorrichtung für eine Leiterplatte |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |