DE102009035850A1 - Leiterplattenordnung mit Keramikplatte und Grafitschicht - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung (10) mit einer keramischen Trägerplatte (11). Auf der Oberseite (12) der keramischen Trägerplatte (11) sind Leiterbahnen (15) und elektrische Bauelemente (14) insbesondere keramische materialaufweisende Bauelemente (14) vorgesehen. Die Unterseite (13) der Trägerplatte (11) ist frei von elektrischen Bauelementen (14) oder Leiterbahnen (15). Auf der Unterseite (13) ist eine Grafitschicht (20) unmittelbar mit der Trägerplatte verbunden. Die Grafitschicht (20) kann durch Aufkleben einer selbstklebenden Grafitfolie auf die Unterseite (13) der Trägerplatte (11) gebildet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung mit einer Trägerplatte, auf deren Oberseite eines oder mehrere elektrische Bauelemente angeordnet sind, während die Unterseite der Trägerplatte frei ist von elektrischen Bauelementen.
  • Eine solche Leiterplattenanordnung geht beispielsweise aus der DE 10 2007 027901 A1 hervor. Die Trägerplatte ist dort von einem flexiblen Kunststoffträgersubstrat gebildet, auf dem Leistungshalbleiter montiert sind. Auf dem Kunststoffträgersubstrat ist flächig ein Entwärmungssubstrat angeordnet. Ein flexibles Kontaktierungssubstrat ist wiederum flächig auf dem Entwärmungssubstrat angeordnet. Als Kunststoffträgersubstrat kommt beispielsweise eine Polyimidsubstrat in Betracht. Als Entwärmungssubstrat kann eine Grafit-Folie verwendet werden.
  • Wegen der elektrischen Leitfähigkeit der Grafit-Folie ist es notwendig, diese gegenüber den stromführenden Leitungen und Verbindungen der Leistungselektronikmodule elektrisch zu isolieren.
  • Die DE 10 2008 007684 A1 beschreibt einen Schaltungsträger, der über eine Nietverbindung mit einem Körper verbunden ist. Auf diese Weise soll dem Schaltungsträger eine ausreichende mechanische Stabilität verliehen werden. Zudem kann der Körper als Wärmeabfuhrelement dienen und aus thermisch gut leitendem Material wie Aluminium oder Kupfer oder Metalllegierungen hergestellt sein. Auch thermisch leitfähige Kunststoffe können verwendet werden. Um die thermische Leitfähigkeit des Kunststoffes herzustellen können Partikel aus Metall, Kohlenstoff, Grafit oder Keramik im Kunststoffkörper vorhanden sein.
  • Ausgehend hiervon kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine kostengünstige Leiterplattenanordnung mit verbesserter Wärmeabfuhr bereit zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Leiterplattenanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Die Leiterplattenanordnung weist eine Trägerplatte auf, auf deren Oberseite eines und insbesondere mehrere elektrische Bauelemente angeordnet sind. Auf der Oberseite können auch Leiterbahnen zur elektrischen Verbindung der Bauelemente vorhanden sein. Bei den Bauelementen handelt es sich beispielsweise um Leuchtdioden. Erfindungsgemäß besteht die Trägerplatte aus zumindest einem keramischen Material, beispielsweise aus Aluminiumoxid, Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (LTCC) oder Aluminiumnitrid. Dies hat den Vorteil, dass bei der Verwendung von keramischen Bauelementen durch deren Erwärmung keine mechanischen Spannungen zwischen den Bauelementen und der Trägerplatte auftreten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Wärmeausdehnungskoeffizient der keramischen Trägerplatte gleich groß ist wie der Wärmeausdehnungskoeffizient der keramischen Bauelemente oder dass die Differenz zwischen dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der keramischen Trägerplatte und dem Wärmeausdehnungskoeffizienten der keramischen Bauelemente einen kritischen Wert nicht überschreitet. Insoweit liegt eine optimale Werkstoffkombination vor, wenn keramische Bauelemente auf einer keramischen Trägerplatte angeordnet sind.
  • Die keramische Trägerplatte weist in Ihrer Erstreckungsebene keine ausreichende Wärmeleitfähigkeit auf. Die von den Bauelementen erzeugte Wärme verteilt sich nur schlecht entlang der Trägerplatte, sodass diese lokal erwärmt wird. Auf der Unterseite der keramischen Trägerplatte ist daher eine Grafitschicht vorgesehen, deren Wärmeleitfähigkeit parallel zur Erstreckungsebene der Trägerplatte größer ist als quer dazu. Mittels der Grafitschicht wird die vom Bauelement in die Trägerplatte abgegebene Wärme auf der dem Bauelement abgewandten Unterseite der Trägerplatte abgeführt und flächig in der Grafitschicht verteilt. Auf diese Weise ist eine ausreichende Wärmeabfuhr vom elektrischen Bauelement gewährleistet. Wegen der elektrisch nicht leitfähigen keramischen Trägerplatte kann auf eine elektrische Isolierung zwischen Grafitschicht und Trägerplatte verzichtet werden. Dadurch ergibt sich ein einfacher und kostengünstiger Aufbau der Leiterplattenanordnung. Zudem wird die Wärmeübertragung nicht behindert.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Vorteilhafter Weise beträgt die Dicke der Trägerplatte etwa 0,2 mm bis 0,6 mm und vorzugsweise 0,4 mm. Bei einer einfachen Ausgestaltung der Trägerplatte ist deren Dicke über die gesamte Erstreckungsebene konstant. Eine solche Trägerplatte ist mechanisch ausreichend stabil und ermöglicht einen ausreichenden Wärmetransport vom elektrischen Bauteil zur Grafitschicht.
  • Alternativ zu einer Trägerplatte mit konstanter Dicke besteht auch die Möglichkeit an der Unterseite der Trägerplatte Stabilisierungsstege vorzusehen, in deren Bereich die Dicke der Trägerplatte vergrößert ist. Die Grafitschicht kann dabei in der Vertiefung zwischen den Stabilisierungsstegen vorgesehen sein. Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die mechanische Stabilität der Trägerplatte mittels der Stabilisierungsstege vergrößert ist. Gleichzeitig wird die Dicke der Trägerplatte im Bereich der Grafitschicht gering gehalten, so dass ein guter Wärmetransport von den elektrischen Bauelementen zur Grafitschicht gewährleistet ist.
  • Vorzugsweise weist die Trägerplatte eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 25 Watt pro mK auf. Die Dicke der Grafitschicht entspricht zumindest der Dicke der Trägerplatte an der Stelle, an der die Grafitschicht mit der Trägerplatte verbunden ist. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Grafitschicht zumindest 0,4 mm oder wenigstens 0,5 mm.
  • Der Grafitanteil der Grafitschicht beträgt mindestens 90% und insbesondere mindestens 95%. Bei diesen Prozentangaben handelt es sich vorzugsweise um Gewichtsprozentangaben. Die Grafitschicht kann anisotrope Wärmeleiteigenschaften aufweisen. Zum Beispiel ist die Wärmeleitfähigkeit in der Ebene parallel zur Trägerplatte wesentlich größer als rechtwinklig dazu. Die Wärmeleitfähigkeit in der Erstreckungsebene kann um den Faktor 20 größer sein als in der Normalenrichtung zu dieser Ebene. Insbesondere kann die Wärmeleitfähigkeit in der Ebene parallel zur Trägerplatte zumindest 100 Watt pro mK und vorzugsweise etwa 140 Watt pro mK betragen.
  • Die Grafitschicht kann zwischen der Trägerplatte und einem weiteren Körper angeordnet sein. Die Trägerplatte, die Grafitschicht und der weitere Körper bilden sozusagen eine Sandwichbauteil. Dieser weitere Körper kann zum Schutz der Grafitschicht dienen. Gleichzeitig kann der weitere Körper auch zur Wärmeableitung als Kühlkörper ausgeführt sein. Vorzugsweise besteht der weitere Körper aus einem oder mehreren der folgenden Materialien:
    • – einem oder mehreren keramischen Materialien wie Aluminiumoxid, Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (LTCC), Aluminiumnitrid,
    • – einem Metall oder eine metallische Legierung oder
    • – einem Kunststoff.
  • Vorzugsweise ist der weitere Körper mit der Trägerplatte mechanisch verbunden, beispielsweise durch einen Verbindungskörper oder mittels einer Klebeverbindung. Auf diese Weise kann eine mechanische Verbindung zwischen dem weiteren Körper und der Grafitschicht entfallen, insbesondere ist zwischen dem weiteren Körper und der Grafitschicht keine flächige Klebstoffschicht vorhanden. Die Wärmeleitung zwischen der Grafitschicht wird dadurch nicht eingeschränkt.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Ausführungsbeispiele sowie sonstiger Gegebenheiten. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Querschnittsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der Leiterplattenanordnung,
  • 2 eine schematisch Querschnittdarstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Leiterplattenanordnung,
  • 3 eine schematische Querschnittsdarstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Leiterplattenanordnung,
  • 4 eine Draufsicht auf die Unterseite eines Ausführungsbeispiels de Leiterplattenanordnung,
  • 5 eine schematische Querschnittsdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Leiterplattenanordnung und
  • 6a und 6b eine schematische Querschnittsdarstellung eines fünften Ausführungsbeispiels der Leiterplattenanordnung und
  • 6c eine Draufsicht auf die Unterseite des fünften Ausführungsbeispiels de Leiterplattenanordnung nach 6a und 6b.
  • In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Leiterplattenanordnung 10 mit einer Trägerplatte 11 schematisch dargestellt. Die Trägerplatte 11 weist eine Oberseite 12 und einer Unterseite 13 auf. Beim Ausführungsbeispiel ist die Dicke der Trägerplatte 11 konstant. Die Trägerplatte 11 kann beispielsweise eine rechteckige Kontur aufweisen, wie dies auch in 4 zu erkennen ist.
  • Auf der Oberseite 12 der Trägerplatte 11 sind ein oder mehrere elektrische Bauteile 14 angeordnet. Beispielsgemäß ist als elektrisches Bauteil 14 eine Leuchtdiode veranschaulicht. Es versteht sich, dass auch andere Bauelemente 14, wie zum Beispiel Halbleiterbauelemente, auf der Trägerplatte 11 angeordnet werden können. Zur elektrischen Kontaktierung der Bauelemente 14 sind auf der Oberseite 12 metallische Leiterbahnen 15 vorhanden, die insbesondere aus Kupfer bestehen. Die elektrischen Bauelemente 14 können auf den von den Leiterbahnen 15 gebildeten Metallflächen angeordnet sein. Die elektrischen Bauelemente 14 können als oberflächenmontierbare Bauelemente (SMD) ausgeführt sein. Es ist auch möglich, die Bauelemente 14 mit Hilfe der sogenannten Nacktchipmontage (COB) ohne Gehäuse auf der Trägerplatte anzubringen. Die Bauelemente 14 beinhalten keramische Materialien.
  • Die Unterseite 13 der Trägerplatte 11 ist frei von elektrischen Leiterbahnen 15 und elektrischen Bauteilen 14. Beim Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist die Unterseite 13 eben ausgeführt. Auf die Unterseite 13 ist flächig eine Grafitschicht 20 aufgebracht. Die Grafitschicht 20 kann zum Beispiel von einer Grafitfolie gebildet sein, die auf die Unterseite 13 der Trägerplatte 11 aufgeklebt wird. Vorzugsweise wird hierfür eine selbstklebende Grafitfolie verwendet. Die Klebeschicht ist nicht dargestellt und sollte so dünn wie möglich ausgebildet sein, um die Wärmeleitung von der Trägerplatte 11 in die Grafitschicht 20 nicht zu behindern.
  • Die Trägerplatte 11 besteht aus einem oder mehreren keramischen Materialien. Vorzugsweise besteht die Trägerplatte 11 aus Aluminiumoxid (Al2O3) Aluminiumnitrid (AlN) oder Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (LTCC). Durch die Verwendung eines keramischen Werkstoffs für die Trägerplatte 11 weist diese denselben oder einen ähnlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, wie die darauf angeordneten keramischen Bauelemente 14. Bei der Erwärmung der Bauelemente 14 und der Trägerplatte 11 entstehen dadurch keine oder lediglich sehr geringe mechanische Spannungen. Deshalb ist Keramik als Material für die Trägerplatte 11 besonders geeignet.
  • Die von den Bauelementen 14 abgegebene Wärme kann sich jedoch in der keramischen Trägerplatte 11 in deren Erstreckungsebene nur sehr schlecht ausbreiten. Die Wärme wird von den Bauelementen 14 hauptsächlich in Normalenrichtung N rechtwinklig zur Erstreckungsebenen der Trägerplatte 11 durch diese hindurch zur Grafitschicht 20 geleitet.
  • Die Grafitschicht 20 hat beim bevorzugten Ausführungsbeispiel einen Grafitanteil von über 95%, beispielsweise 98%. In der Ebene parallel zur Erstreckungsebene der Trägerplatte 11 weist die Grafitschicht 20 eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 100 Watt pro mK und beispielsgemäß eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 140 W pro mK auf. In Normalenrichtung N hingegen ist die Wärmeleitfähigkeit der Grafitschicht 20 um mehr als den Faktor 20 geringer. In Normalenrichtung N beträgt die Wärmeleitfähigkeit der Grafitschicht 20 beim Ausführungsbeispiel in etwa 5 W pro mK.
  • Um eine ausreichende Wärmeabfuhr beziehungsweise Wärmespreizung zu erreichen, ist eine ausreichende Dicke der Grafitschicht 20 gemessen in Normalenrichtung N erforderlich. Beispielsgemäß entspricht die Dicke der Grafitschicht 20 zumindest der Dicke der Trägerplatte 11 an der Stelle, an de die Grafitschicht 20 mit der Trägerplatte 11 verbunden ist. Beim ersten Ausführungsbeispiel nach 1 beträgt die Dicke der Grafitschicht in etwa 0,5 mm. Die Dicke der Trägerplatte 11 beträgt etwa 0,4 mm.
  • Beim Ausführungsbeispiel nach 1 bedeckt die Grafitschicht 20 die Unterseite 13 der Trägerplatte 11 vollständig. In Abwandlung hierzu ist es auch möglich, die Grafitschicht 20 kleiner zu wählen als die Fläche der Unterseite 13. Wie dies zum Beispiel in 4 zu erkennen ist, ist die Grafitschicht 20 schmaler ausgeführt als die Trägerplatte 11, so dass an zwei gegenüberliegenden Randbereichen jeweils ein Streifen 21 verbleibt, an denen keine Grafitschicht 20 auf der Unterseite 13 der Trägerplatte 11 vorgesehen ist. Zumindest in Normalenrichtung N unterhalb der Bauelemente 14 ist auf der Unterseite 13 der Trägerplatte 11 die Grafitschicht 20 vorhanden. In einer weiteren Abwandlung kann die Grafitschicht 20 auch aus mehreren einzelnen, nicht zusammenhängenden Flächenabschnitten bestehen.
  • In 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Leiterplattenanordnung 10 schematisch dargestellt. Gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ist hier ein zusätzlicher Körper 25 vorhanden, der beispielsgemäß ebenfalls eine plattenförmige Gestalt aufweist. Der weitere Körper 25 kann wie die Trägerplatte 11 aus einem keramischen Material bestehen. Der weitere Körper 25 kann identisch mit der Trägerplatte 11 ausgeführt sein. Zwischen dem Körper 25 und der Trägerplatte 11 ist die Grafitschicht 20 vorgesehen, sodass diese von außen im Wesentlichen unzugänglich ist und nicht beschädigt werden kann. Die Trägerplatte 11, die Grafitschicht 20 und der Körper 25 sind in Sandwichbauweise angeordnet. Der Körper 25 ist unmittelbar mechanisch mit der Trägerplatte 11 verbunden. Hierfür sind an mehreren Stellen Durchbrechungen 26 in der Grafitschicht 20 vorhanden. In den Durchbrechungen 26 ist ein Klebstoff vorgesehen, so dass eine Klebstoffverbindung 27 zwischen dem Körper 25 und der Trägerplatte 11 besteht. Im Übrigen entspricht das zweite Ausführungsbeispiel der Leiterplattenanordnung 10 nach 2 dem ersten Ausführungsbeispiel aus 1.
  • Bei einem in 3 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel der Leiterplattenanordnung 10 ist der weitere Körper 25 als Metallkörper, beispielsweise eines Metallgehäuses ausgeführt. Der Körper 25 kann auch einen Kühlkörper bilden. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel ist die Verbindung zwischen der Trägerplatte 11 und dem Körper 25 durch mehrere Verbindungselemente 30 hergestellt. Bei den Verbindungselementen 30 kann es sich beispielsweise um Schrauben handeln, die sowohl die Leiterplatte 11 als auch die Grafitschicht 20 durchsetzen und in den Körper 25 eingeschraubt sind. Vorzugsweise sind die Verbindungselemente aus elektrisch nicht leitendem Material, beispielsweise Kunststoff.
  • 5 zeigt eine vierte Ausführungsform der Leitungsanordnung 10, wobei hier ein oder mehrere Kühlkörperelemente 30 direkt an de Unterseite 13 der Trägerplatte 11 angeordnet. Die Grafitschicht 20 ist zwischen den Kühlkörperelementen 30 an der Unterseite 13 der Trägerplatte 11 vorgesehen. Sie kann aus mehreren nicht zusammenhängenden Flächenabschnitten 20' bestehen.
  • Die Kühlkörperelemente 30 erstrecken sie in Normalenrichtung N quer von der Trägerplatte 11 weg. Beim Ausführungsbeispiel sind auch die Kühlkörperelemente 30 zumindest abschnittsweise mit einer Grafitbeschichtung 31 versehen. Die Kühlkörperelemente 30 können aus einem keramischen Material hergestellt sein, aus der auch die Trägerplatte 11 besteht. Alternativ können die Kühlkörperelemente 30 auch aus Kunststoff bestehen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Grafitbeschichtung 31 der Kühlkörperelemente 30 nur an solchen Flächen vorgesehen, an denen zwei unmittelbar benachbarte Kühlkörperelemente 30 einander zugewandt sind. Dadurch ist die Grafitbeschichtung 31 sozusagen innen liegend vorgesehen und vor Beschädigungen geschützt.
  • Wie dies beim vierten Ausführungsbeispiel nach 5 zu sehen ist, besteht auch die Möglichkeit, auf der Oberseite 12 der Trägerplatte 11 an einer oder mehreren Stellen eine Grafitschicht 20'' vorzusehen. Sowohl die auf der Oberseite 12 befindliche Grafitschicht 20'', als auch die auf der Unterseite 13 durch die Flächenabschnitte 20' gebildete Grafitschicht 20, als auch die Grafitbeschichtungen 31 der Kühlkörperelemente 30 können durch Verwendung der gleichen Grafitfolie gebildet werden. Eine solche Grafitfolie kann in der gewünschten Kontur zugeschnitten und auf die Trägerplatte 11 bzw. die Kühlköperelemente 30 aufgeklebt werden.
  • Ein weiteres fünftes Ausführungsbeispiel der Leiterplattenanordnung 10 ist in den 6a und 6b veranschaulicht. Im Unterschied zu dem bisher beschriebenen Ausführungsformen ist die Trägerplatte 11 unregelmäßig dick. An der Unterseite 13 der Trägerplatte 11 sind Stabilisierungsstege 33 vorhanden, in deren Bereich die Dicke der Trägerplatte 11 vergrößert ist. Durch die Stabilisierungsstege 33 wird die mechanische Stabilität der Trägerplatte 11 vergrößert, ohne die Dicke der Trägerplatte 11 insgesamt unnötig zu erhöhen. Bei dem in den 6a bis 6c dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein ringsumlaufender Stabilisierungssteg 33 an der Außenkante der Unterseite 13 der Trägerplatte 11 vorgesehen. Ein weiterer Stabilisierungssteg 33 verbindet die beiden an den Längsseiten verlaufenden Längsabschnitte 34 des ringsumlaufenden Stabilisierungsstegs 33. Zwischen den Stabilisierungsstegen 33 sind an der Unterseite 13 der Trägerplatte 11 Ausnehmungen 35 vorhanden. Die Grafitschicht 20 ist innerhalb der Ausnehmung oder den Ausnehmungen 35 an der Unterseite 13 der Trägerplatte 11 angeordnet. Bei dem in 6c gezeigten Ausführungsbeispiel sind zwei Ausnehmungen 35 vorgesehen, die von Befestigungsstegen 33 ringförmig umschlossen sind. Innerhalb dieser Ausnehmungen ist jeweils ein Flächenabschnitt 20' der Grafitschicht 20 angeordnet. Im Bereich der Ausnehmungen 35 außerhalb der Stabilisierungsstege 33 ist die Dicke der Trägerplatte 11 gering und kann im Bereich von 0,2 mm liegen. Die mechanische Stabilität wird durch die Stabilisierungsstege 33 erreicht. Die Ausrichtung, die Anzahl und die Dimensionierung der Stabilisierungsstege 33 hängt von der mechanischen Anforderung an die Trägerplatte 11 ab und kann variieren. Somit ist auch die Anzahl der Ausnehmungen 35 variabel. Die Kontur der Ausnehmung 35 ist gemäß 6c rechteckförmig, wobei auch diese Kontur bei Abwandlungen des Ausführungsbeispiels eine andere Form aufweisen kann.
  • Die Dicke der Grafitschicht 20 beziehungsweise der Flächenabschnitte 20' in den Ausnehmungen 35 kann so gewählt werden, dass die der Trägerplatte 11 abgewandte Seit der Grafitschicht 20 innerhalb der Ausnehmung 35 liegt oder bündig mit dieser abschließt, wie dies in 6b veranschaulicht ist. Bei einer abgewandelten Ausgestaltung ist die Dicke der Grafitschicht 20 größer als die Tiefe der Ausnehmung 35, sodass die Grafitschicht 20 über die Stabilisierungsstege 33 hinausragt (vergleiche 6a).
  • Die Ausführungsbeispiele der Leitungsanordnung 10 sind miteinander kombinierbar. Beispielsweise kann bei allen Ausführungsbeispielen zusätzlich auf der Oberseite 12 der Trägerplatte 11 eine Grafitschicht 20'' vorhanden sein. Weiterhin ist es möglich, auch bei der mit Stabilisierungsstegen 33 versehenen Trägerplatte 11 einen weiteren Körper 25 oder Kühlkörperelemente 30 vorzusehen, sodass eine Sandwichbauweise entsteht, wie dies zum Beispiel im Zusammenhang mit dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel beschrieben wurde. Weitere Merkmalskombinationen und Modifikationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind möglich.
  • Die Erfindung betrifft eine Leiterplattenanordnung 10 mit einer keramischen Trägerplatte 11. Auf der Oberseite der keramischen Trägerplatte 11 sind Leiterbahnen 15 und elektrische Bauelemente 14 insbesondere keramisches Material aufweisende Bauelemente 14 vorgesehen. Die Unterseite 13 der Trägerplatte 11 ist frei von elektrischen Bauelementen 14 oder Leiterbahnen 15. Auf der Unterseite 13 ist eine Grafitschicht 20 unmittelbar mit der Trägerplatte verbunden. Die Grafitschicht 20 kann durch Aufkleben einer selbstklebenden Grafitfolie auf die Unterseite 13 der Trägerplatte 11 gebildet werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Leiterplattenanordnung
    11
    Trägerplatte
    12
    Oberseite von 11
    13
    Unterseite von 11
    14
    Bauelement
    15
    Leiterbahn
    20
    Grafitschicht
    25
    Körper
    26
    Durchbrechung
    27
    Klebeverbindung
    30
    Kühlkörperelement
    31
    Grafitbeschichtung
    33
    Stabilisierungssteg
    34
    Längsseite von 33
    35
    Ausnehmung
    20'
    Flächenabschnitt von 20
    20''
    Grafitschicht auf Oberseite 12
    N
    Normalenrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 102007027901 A1 [0002]
    • - DE 102008007684 A1 [0004]

Claims (14)

  1. Leiterplattenanordnung mit einer eine Oberseite (12) und eine Unterseite (13) aufweisenden Trägerplatte (11), auf deren Oberseite (12) wenigstens ein elektrisches Bauelement (14) angeordnet ist und deren Unterseite (13) frei ist von elektrischen Bauelementen (14), wobei die Trägerplatte (11) aus zumindest einem keramischen Material besteht und auf der Unterseite (13) eine Grafitschicht (20) trägt.
  2. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Trägerplatte (11) etwa 0,2 mm bis 0,6 mm und insbesondere 0,4 mm beträgt.
  3. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (11) eine konstante Dicke aufweist.
  4. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (11) an ihrer Unterseite (13) Stabilisierungsstege (33) aufweist, so dass die Dicke der Trägerplatte (11) im Bereich der Stabilisierungsstege (33) vergrößert ist.
  5. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (11) eine Wärmeleitfähigkeit von mindestens 25 W pro mK aufweist.
  6. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (11) aus einem oder mehreren der folgenden Materialien besteht: Aluminiumoxid, Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (LTCC), Aluminiumnitrid.
  7. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Grafitschicht (20) zumindest der Dicke der Trägerplatte (11) an der Stelle entspricht, an der die Grafitschicht (20) vorhanden ist.
  8. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Grafitschicht (20) zumindest 0,4 mm und vorzugsweise etwa 0,5 mm beträgt.
  9. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafitschicht (20) einen Grafitanteil von zumindest 90% und insbesondere mindestens 95% aufweist.
  10. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafitschicht (20) in der Ebene parallel zur Trägerplatte (11) eine um mindestens den Faktor 20 höhere Wärmeleitfähigkeit aufweist als quer dazu.
  11. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafitschicht (20) in der Ebene parallel zur Trägerplatte (11) eine Wärmeleitfähigkeit von zumindest 100 W pro mK aufweist.
  12. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grafitschicht (20) zwischen der Trägerplatte (11) und einem weiteren Körper (25) vorgesehen ist.
  13. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Körper (25) aus einem oder mehreren der folgenden Materialien besteht: – einem oder mehreren keramischen Materialien, wie Aluminiumoxid, Niedertemperatur-Einbrand-Keramik (LTCC), Aluminiumnitrid, – Metall oder metallische Legierung oder – Kunststoff.
  14. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Körper (25) direkt mit der Trägerplatte (11) mechanisch verbunden ist.
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