CN111602237A - 具有得到改进的电接触的线路基座装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线路基座装置，该线路基座装置包括：包含铝的基础层（2）、包含铜的线路层（3）、布置在所述基础层（2）与所述线路层（3）之间的电介质层（4）、穿过所述基础层（2）、线路层（3）和电介质层（4）来伸展的开口（5）以及所述基础层（2）与所述线路层（3）之间的电触头（6），其中所述电触头（6）包括铆钉（7），其中在所述铆钉（7）与所述基础层（2）之间构造有传力锁合的连接，并且其中在所述铆钉（7）与所述线路层（3）之间构造有材料锁合的连接（9）。

Description

具有得到改进的电接触的线路基座装置
技术领域
本发明涉及一种具有显著得到改进的电接触的线路基座装置。
背景技术
线路基座装置从现有技术中在不同的设计方案中为人所知。比如已知呈单层的或多层的电路板的形式的、所谓的IMS（isolated metal substrate），IMS被层压在尤其是包含铜或铝的金属基片上。这个金属基片能够实现损耗功率的更好的热张缩量。但是，在此在通常构造相同的情况下，基于铜的IMS明显比基于铝的IMS昂贵。除了所述基础层之外，此外所述IMS还包括基于铜的线路层和处于所述基础层与所述线路层之间的电介质的中间层。但是，如果所述基础层是基于铝的层，则在所述基于不同的金属基片的基础层（铝）与所述线路层（铜）之间产生电接触问题。
发明内容
相对于此，所述按本发明的具有权利要求1的特征的线路基座装置具有以下优点，即：对于所述线路基座装置的不同的金属基片来说能够进行得到改进的接触。在此，能够使用包含铝的基础层和包含铜的线路层，它们通过电介质的中间层来彼此隔开。在此，所述电接触能够非常容易地并且成本低廉地来完成并且能够实现特别高的牢固性，这尤其在用在运动的装置、像比如车辆中时实现大的优点。按照本发明，在此用铆钉设置了包含铝的基础层与包含铜的线路层之间的电接触，其中在所述铆钉与所述基础层之间构造有传力锁合的连接并且在所述铆钉与所述线路层之间构造有材料锁合的连接。由此，所述铆钉通过两种不同的连接与两个不同的金属层相连接。所述线路基座装置具有开口，在该开口中布置了所述铆钉。由此，对所述线路基座装置来说，能够没有问题地使用成本更加低廉的包含铝的基础层，从而产生宽的使用范围，因为不同的金属基片之间的电接触能够明显地得到改进。
从属权利要求说明了本发明的优点的改进方案。
所述开口优选是直通孔。优选在组装所述线路基座装置的三个层之后加入所述开口。作为替代方案，所述开口是盲孔。
在此，此外优选所述铆钉的长度小于所述开口的长度。由此，在所述线路基座装置的开口中产生至少一个没有被铆钉所占据的空间区域。由此，产生不同的设计可行方案。一方面，所述铆钉能够仅仅部分地布置在所述基础层中并且/或者仅仅部分地布置在所述线路层中。由此，在所述铆钉的第一和第二端部上产生自由空间，所述自由空间能够用于不同的用途。
特别优选所述铆钉包括头部、尤其是扁平的头部。所述头部特别优选安放在所述线路层上。在所述头部与所述线路层之间优选构造有材料锁合的连接。
所述材料锁合的连接优选借助于焊料来建立。
作为替代方案，所述铆钉呈无头部的销钉的形式，因而能够将所述铆钉完全布置在所述线路基座装置中的开口中。特别优选在此所述铆钉的第一端部与所述线路层的表面齐平地终止，其中所述材料锁合的连接的焊料而后完全覆盖所述铆钉的第一端部。作为替代方案，所述铆钉的第一端部如此下沉地布置在所述开口中，使得所述铆钉仅仅部分地与所述线路层中的开口的壁体相接触，从而在所述铆钉与所述线路层之间的材料锁合的连接处产生所述开口的用焊料填充的空间区域。特别优选所述焊料在此超过所述线路层上的开口的边缘区域，以用于实现所述铆钉与所述线路层之间的可靠的电接触。
所述按本发明的线路基座装置尤其结合电机而特别优选用在DC/DC-转换器中。
附图说明
下面参照附图对本发明的实施例进行详细描述。在附图中：
图1示出了按照本发明的第一种实施例的线路基座装置的示意性的透视图；
图2示出了图1的线路基座装置的示意性的剖视图；
图3示出了按照本发明的第二种实施例的线路基座装置的示意性的剖视图；并且
图4示出了按照本发明的第三种实施例的线路基座装置的示意性的剖视图。
具体实施方式
下面参照图1和2对按照本发明的第一种优选的实施例的线路基座装置1进行详细描述。
如可以从图1中看出的那样，这种实施例的线路基座装置1是具有包含铝的基础层2、电介质层4和包含铜的线路层3的所谓的IMS（insulated metal substrate）。
所述电介质层4作为中间层布置在基础层2与线路层3之间并且将这两个层在电方面分开。在此，所述电介质层4直接被施加在基础层2上并且所述线路层3直接被施加在电介质层4上。
通过基于铝的基础层的使用，与其他用于基础层的材料相比，能够提供成本特别低廉的线路基座装置1，其中能够通过包含铝的基础层2来可靠地将特别高的热功率排出。这尤其结合电子的高功率构件、比如MOSFET、IGBT、变压器和/或线圈而具有很大优点。由此，能够避免电子的高功率构件上的热积累。
与基于铜的基础层的使用相比，基于铝的基础层2的使用例如具有显著的价格优点，其中在实际上几乎实现所述基础层的相同的导热性。
如在图2中详细示出的那样，所述线路基座装置1此外包括至少一个、优选多个开口5，所述开口被设置为从线路基座装置1中穿过的直通孔，其中所述开口5的中轴线垂直于所述线路基座装置1的表面。
为了建立所述线路层3与所述基础层2之间的电连接而设置了电触头6，该电触头包括铆钉7。在这种实施例中，所述铆钉7是由实心材料构成的柱形的铆钉，该铆钉具有头部70。如在图2中示出的那样，所述头部70在安装状态中安放在所述线路层3的表面30上。
所述电触头6现在用两种不同的连接方式与基础层2及线路层3相连接。在此，在所述铆钉7与所述基础层2之间设置了传力锁合的连接8并且在所述线路层3与所述铆钉7之间设置了材料锁合的连接9。在这种实施例中，所述材料锁合的连接被构造在所述铆钉的头部70上。所述材料锁合的连接在此借助于焊料10来建立，所述焊料沿着所述头部70的外圆周来布置。
如此外可以从图2中看出的那样，所述铆钉7具有第一长度L1并且所述线路基座装置1中的开口5具有第二长度L2。在此，所述第一长度L1小于第二长度L2。由此，在所述开口5中在第一端部71处产生未被铆钉7填满的区域50。
所述基础层2与所述铆钉7之间的、通过传力锁合的连接8的电接触在此能够实现很好的电磁相容性连同降低的扰动电势。
所述铆钉7优选由黄铜或者铜制成并且具有经过涂覆的表面、优选是金涂层或者锡涂层。
借助于焊料10的材料锁合的连接9尤其优选借助于回流钎焊过程来完成。
由此，对于所述线路基座装置1来说，通过两种不同的连接方式、也就是用于与基础层2相连接的传力锁合的连接8以及用于与线路层3相连接的材料锁合的连接9来获得电接触，所述电接触实现所述层之间的特别牢固的电接触，所述层由不同的材料制成，也就是说所述基础层基本上由铝制成，并且所述线路层3基本上由铜制成。
图3示出了按照本发明的第二种实施例的线路基座装置1，其中相同的或者在功能上相同的部件用相同的附图标记来表示。如可以从图3中看出的那样，所述电触头6的铆钉7在此仅仅是无头部的柱形的铆钉。在此，所述铆钉7完全下沉在开口5中。在此，所述铆钉7的第一端部71处的第一区域50在所述开口中是空着的并且所述铆钉7的自由的或者第二端部72处的第二区域51也是空着的。而后如在图3中示意性地示出的那样，在最终状态中，在所述区域51中存在着所述材料锁合的连接9的焊料10的焊料区域10a并且其填满这个区域51。
图4示出了按照第三种实施例的线路基座装置1，该第三种实施例基本上相当于所述第二种实施例。所设置的铆钉7同样无头部并且具有柱形的几何外形。但是，在此所述铆钉7的第二端部72与线路层3的表面30齐平地布置。所述材料锁合的连接9的焊料10在此覆盖铆钉7的第二端部并且建立与线路层3的电接触。
由此，按照本发明，如在优选的实施例中所示出的那样，能够制造成本非常低廉的、具有基于铝的基础层2和基于铜的线路层3的电路板。所述基础层2与所述线路层3之间的电接触在此通过铆钉7来进行，该铆钉一次以传力锁合的方式被连接并且一次以材料锁合的方式被连接。

Claims (9)

1.线路基座装置，包括：
-包含铝的基础层（2），
-包含铜的线路层（3），
-布置在所述基础层（2）与所述线路层（3）之间的电介质层（4），
-穿过所述基础层（2）、所述线路层（3）和所述电介质层（4）来伸展的开口（5），以及
-处于所述基础层（2）与所述线路层（3）之间的电触头（6），其中所述电触头（6）包括铆钉（7），
-其中所述铆钉（7）与所述基础层（2）之间构造有传力锁合的连接（8），并且
-其中在所述铆钉（7）与所述线路层（3）之间构造有材料锁合的连接（9）。
2.根据权利要求1所述的线路基座装置，其中所述开口（5）是直通孔。
3.根据前述权利要求中任一项所述的线路基座装置，其中所述铆钉（7）的第一长度（L1）小于所述开口（5）的第二长度（L2）。
4.根据前述权利要求中任一项所述的线路基座装置，其中所述铆钉（7）包括头部（70）。
5.根据权利要求4所述的线路基座装置，其中所述头部（70）安放在所述线路层（3）的表面（30）上并且所述材料锁合的连接（9）被构造在所述头部（70）与所述线路层（3）之间。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的线路基座装置，其中所述铆钉（7）具有无头部的柱形的形状。
7.根据权利要求6所述的线路基座装置，其中所述铆钉（7）具有自由的端部（72），所述自由的端部与所述线路层（3）的表面（30）齐平地终止，其中所述材料锁合的连接（9）覆盖所述铆钉（7）的自由的端部（72）。
8.根据权利要求6所述的线路基座装置，其中所述铆钉（7）的自由的端部（72）如此布置在所述线路基座装置的开口（5）中，从而在所述开口（5）中设置有一区域（51），所述区域用所述材料锁合的连接（9）的焊料（10a）来填充。
9.根据权利要求8所述的线路基座装置，其中所述材料锁合的连接（9）的焊料（10）伸出超过所述开口（5）并且在所述线路层（3）的表面（30）上建立电接触。
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