CN100346682C - 具有集成散热器的电子外壳 - Google Patents

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Abstract

电子外壳(1)具有在电子外壳(1)的内部(2)的电路板(4)，至少在第一表面装配有电子元件(5、6)，其中第一表面对着电子外壳的第一壁(3)并且至少在电路板(4)的第一表面和第一壁(3)的内部填充了导热的填料(10)；为了避免在外部外壳表面局部过热，在电路板和第一壁之间的填料中内置了一个平面散热器(7)，其具有比填料还高的特定导热率，因此能明显减弱沿着第一壁表面的不均匀温度分布。

Description

具有集成散热器的电子外壳
技术领域
本发明涉及电子外壳，特别是用于测量变换器的电子外壳。
背景技术
在设计电子仪器的时候，为了保证电子开关电路可靠性，尽可能避免温度的最大值是重要的。特别在防爆应用中，应该保证引开由电子元件产生的废热，使得仪器的每个表面都不能达到引燃温度。
现有技术公开在电路板上压力技术制造的散热片，其中在1999年11月11日，在慕尼黑的EPC会议上的Nr.144报告中，Kramer et al.作了概要的介绍。压到电路板上的热量路径需要平面，这样就限制了在电路板上集成电气或电子元件。
欧洲专利Nr.0 920 789 B1公开散热片，其根本上具有一个平面金属散热片，被设置在平行于电路板并且与电路板具有很小距离的由电绝缘和导热的填料构成的两个薄层中。金属散热片延伸它的边缘于导热的开关中，开关由填料制成并且与足够大量的导热材料混合，金属散热片被设置在电路板的一侧，通过这种方法引开平行电路板的废热。为了在薄填料层中可靠地固定金属散热片，金属散热片具有孔，其可被填料穿过。就垂直于散热片方向的散热片的截面很小并且附加的孔也减小而言，上述的装置是有缺陷的。另外，热导性开关的结构和热导性开关在热物质上的连接的成本很高。
发明内容
因此，本发明的任务是提供一种能克服上述缺陷的电子外壳。
根据本发明解决方案的基础是考虑，不取决于能减小释放在外壳壁上的热量，而是取决于能将热量足够均匀地分配到外壳壁的表面上。
根据本发明的装置包括一个电子外壳，其定义了一个内部，至少一个电路板设置在该内部中并且至少在一个第一表面装配有电子元件，其中第一表面对着电子外壳的第一壁并且至少在电路板第一表面和第一壁之间填充了填料，因此可以将电子元件上的废热传导至第一壁上。其中在电路板和第一壁之间的填料中内置了一个平面散热器，其前面对着第一壁并且后面对着电路板，并且具有比填料还高的特定导热率，因此能明显减弱沿着第一壁表面的不均匀温度分布。
散热器可以是诸如薄金属片、薄膜或板，例如铜的。对专业人员来说，金属板的厚度得出分配的热量。在通常的使用情况下，厚度不超过约1mm，优选地不超过0.4mm，最优选地在0.05mm至0.2mm之间。
散热器首先要至少覆盖设置有电子元件的电路板的表面范围，电子元件是产生废热的根本部分。
如果电路板和第一外壳壁是平的，优选为平面散热器，其与电路板和外壳壁平行设置。由于可能明显的表面放大的优点，原则上具有辐射状波群的表面结构是有意义的。如果外壳壁具有一定的翘曲，那么散热器或者是平的或者是翘曲的，其中它的翘曲度数不大于外壳壁的翘曲度数。
现在Silgel优选地作为填料，其它的具有电绝缘和足够的热导性的填料也是合适的。
电子外壳特别可以是测量交换器的外壳，如它用在工业过程测量技术中。本发明适特别适合用于外壳的防爆应用中，因为这里它要求，所有外壳表面的温度都处于转变状态的临界温度之下。
附图说明
由独立权利要求、下面实施例和附图的描述说明了本发明的其他优点和要点。
附图中：
图1是根据本发明的电子外壳的截面图；以及
图2是根据本发明的电子外壳对比于现有技术的电子外壳的表面温度分布。
具体实施方式
在图1中示出的测量交换器外壳1包围内部2，在内部上平行外壳1的第一壁3设置电路板4。第一壁例如可以是圆柱体外壳1的端面。在对着第一壁的电路板4第一表面上，设置有电气或者电子元件5、6，为了避免电子元件5、6过热，它们在运行过程中产生热量必须被引开。
为此，至少在电路板4和第一壁3之间的截面内的内部2中填充填料10，优选为Silgel。在填料中内置有散热器7，其设置与电路板4基本平行。与电路板和第一壁3隔开的散热器7的位置在结构形式中由止端9定义，散热器的边缘放置在止端上。
散热器7优选地是金属片，特别是金属薄膜或金属板。现在优选的实施例形式采用0.2mm厚度的铜板。
在散热器7中的可选开口8可以让填料穿过，这样改善散热器7的机械固定。
现在根据图2说明散热器的作用，它示出沿着直线在外壳壁3的外表面上温度的图解分布，在电路板的平面上的突起经过电子元件5、6。
虚线示出在填料中没有散热器时温度分布图，实线示出在填料中有散热器时温度分布图。通过散热器分散了局部最大温度，并且明显降低了峰值，所以明显地不会超过转变状态的临界温度。放弃个体的数据，因为精确的温度分布本来还取决于各自结构的几何形状。作为参考，峰值温度从约75℃降低到45°。
因此，能够获得与爆破危险过程的状态转变温度值由明显的距离，也可以提高在元件停止运转后在元件过热时的安全系数。

Claims (12)

1.一种装置，具有：电子外壳(1)，其定义内部(2)；至少一个电路板(4)，其设置在该内部中并且至少在第一表面装配有电子元件(5、6)，其中第一表面对着电子外壳(1)的第一壁(3)并且至少在电路板(4)的第一表面和第一壁(3)之间的内部(2)填充了填料(10)，从而可以将电子元件(5、6)上的废热传导至第一壁(3)；其特征在于，
在电路板(4)和第一壁(3)之间的填料中内置了一个平面散热器，其前面对着第一壁(3)并且后面对着电路板(4)，并且具有比填料还强的特定导热率，因此能减弱沿着第一壁的表面(3)的不均匀温度分布。
2.根据权利要求1的装置，其中散热器(7)为金属或陶瓷片、薄膜。
3.根据权利要求2的装置，其中散热器具有铜或硝酸铝。
4.根据权利要求2或3的装置，其中散热器(7)具有金属板或陶瓷板的厚度不超过1mm。
5.根据权利要求4的装置，其中散热器(7)具有金属板或陶瓷板的厚度不超过0.4mm。
6.根据权利要求5的装置，其中散热器(7)具有金属板或陶瓷板的厚度在0.05mm至0.2mm之间。
7.根据权利要求1的装置，其中散热器(7)是平面的。
8.根据权利要求1的装置，其中第一壁(3)是翘曲的，并且其中散热器(7)或者是平面的或者是翘曲的，它的翘曲度数不大于壁(3)的翘曲度数。
9.根据权利要求1的装置，其中散热器为波浪型。
10.根据权利要求9的装置，其中散热器为辐射状的波浪型。
11.根据权利要求1的装置，其中装置是测量变换器。
12.根据权利要求1的装置，其中装置是用于防爆应用中的测量变换器。
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