-
Stand der Technik
-
Die Erfindung betrifft eine elektronische Baugruppe, insbesondere für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1.
-
In Hybridfahrzeugen oder Elektrofahrzeugen werden Inverterstrukturen und Konverterstrukturen eingesetzt. Beispielsweise werden zum Betreiben einer elektrischen Maschine Inverter verwendet, die Phasenströme für die elektrische Maschine bereitstellen. Die Leistungsmodule können beispielsweise ein Trägersubstrat mit Leiterbahnen umfassen, auf dem beispielsweise Leistungshalbleiter angeordnet sind, die zusammen mit dem Trägersubstrat eine Elektronikeinheit bilden. Im Betrieb wird von der Elektronikeinheit Wärme erzeugt, die an einen Kühlkörper abgeleitet werden muss. Gleichzeitig muss die Elektronikeinheit von dem Kühlkörper elektrisch isoliert werden. In der Leistungselektronik werden zur Wärmeübertragung und Isolation zwischen Kühlkörper und der Elektronikeinheit beispielsweise Isolationsfolien, Laminate oder Keramiksubstrate eingesetzt. Dabei sind oft zusätzliche Materialien notwendig, um Toleranzen und Unebenheiten zwischen den zu verbindenden Partnern auszugleichen und gleichzeitig eine gute Wärmeanbindung zu erreichen.
-
In der
DE 43 36 961 A1 ist beispielsweise eine Wärmeübertragungsvorrichtung gezeigt, die zur Ableitung von Wärme von der Elektronikeinheit an einen Kühlkörper dient. Dabei umfasst die Wärmeübertragungsvorrichtung eine elektrisch isolierende Wärmeleitfolie und eine metallische Folie und kann beispielsweise zwischen die Elektronikeinheit und den Kühlkörper eingelegt werden und somit kann die von der Elektronikeinheit erzeugte Wärme an den Kühlkörper abgeleitet werden.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Erfindungsgemäß wird eine elektronische Baugruppe vorgeschlagen. Diese umfasst ein mit wenigstens einem wärmeerzeugenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelement auf einer Oberseite bestücktes plattenartige Trägersubstrat, einen Kühlkörper und eine zwischen einer von der Oberseite des Trägersubstrates abgewandten Unterseite und dem Kühlkörper angeordnete Wärmeübertragungsvorrichtung zur Übertragung von Wärme von dem Trägersubstrat auf den Kühlkörper und zur gleichzeitigen elektrischen Isolierung des Trägersubstrats von dem Kühlkörper, wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung wenigstens eine flächige Wärmeleitfolie mit einer ersten Seite und einer von der ersten Seite abgewandten zweiten Seite umfasst, und wobei die Wärmeübertragungsvorrichtung weiterhin wenigstens eine auf der ersten Seite der Wärmeleitfolie angeordnete flächige und elektrisch isolierende Isolationsfolie mit einer der ersten Seite der Wärmeleitfolie zugewandten Innenseite und einer von der Innenseite abgewandten Außenseite umfasst. Erfindungsgemäß ist auf der zweiten Seite der Wärmeleitfolie wenigstens ein Wärmeleitkörper angeordnet, wobei sich der Wärmeleitkörper flächig im Wesentlichen parallel zu der Wärmeleitfolie und der Isolationsfolie in einer Erstreckungsebene erstreckt und senkrecht zu dieser Erstreckungsebene federelastisch ausgebildet ist und zwischen der zweiten Seite der Wärmeleitfolie und dem Kühlkörper eingeklemmt ist.
-
Vorteile der Erfindung
-
In der elektronischen Baugruppe kann durch die zwischen dem Trägersubstrat und dem Kühlkörper angeordnete Wärmeübertragungsvorrichtung vorteilhaft Wärme, die beispielsweise von dem wenigstens einem wärmeerzeugenden elektrischen und oder elektronischen Bauelement erzeugt wird über das plattenartiges Trägersubstrat und die Wärmeübertragungsvorrichtung an den Kühlkörper abgeleitet und gleichzeitig gespreizt werden. Gleichzeitig kann vorteilhaft das plattenartige Trägersubstrat gegenüber dem Kühlkörper durch die in der Wärmeübertragungsvorrichtung zwischen dem plattenartigen Trägersubstrat und dem Kühlkörper angeordnete elektrisch isolierende Isolationsfolie elektrisch isoliert sein. Die die Isolationsfolie, die Wärmeleitfolie und den Wärmeleitkörper umfassende Wärmeübertragungsvorrichtung kann beispielsweise als Verbundmaterial vorteilhaft einfach zwischen das Trägersubstrat und den Kühlkörper eingelegt werden. Dies ermöglicht eine vorteilhaft einfache und kostengünstige Produktion der elektronischen Baugruppe. Sonst notwendige Prozesse wie beispielsweise Dispensen von Wärmeleitpaste oder Auflaminieren unter Druck und Temperatur entfallen und können vorteilhaft durch einfaches Einlegen der Wärmeübertragungsvorrichtung zwischen das Trägersubstrat und den Kühlkörper ersetzt werden. Dadurch, dass der Wärmeleitkörper senkrecht zu der Erstreckungsebene, in der er sich erstreckt, federelastisch ausgebildet ist können bei Einlage der Wärmeübertragungsvorrichtung zwischen das Trägersubstrat und den Kühlkörper Unebenheiten und Toleranzen am Kühlkörper und/oder am Trägersubstrat vorteilhaft ausgeglichen werden und es können somit vorteilhaft großflächige Kontaktflächen zwischen dem Kühlkörper und dem Wärmeleitkörper und zwischen dem Trägersubstrat und der Isolationsfolie erzeugt werden. Dies führt zu einer vorteilhaft guten Ableitung von Wärme von dem Trägersubstrat über die Wärmeübertragungsvorrichtung zum Kühlkörper.
-
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung werden durch die in den Unteransprüchen angegebenen Merkmale ermöglicht.
-
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist der Wärmeleitkörper mit einer flächenartigen Struktur zur Erzeugung der Federelastizität versehen, wobei die flächenartige Struktur erste Stützabschnitte, welche mittelbar und/oder unmittelbar an der Wärmeleitfolie anliegen, und zweite Stützabschnitte, die sich an dem Kühlkörper abstützen, aufweist. Bei einem derart ausgebildeten Wärmeleitkörper ergibt sich der Vorteil, dass der Wärmeleitkörper durch ersten Stützabschnitte und die zweiten Stützabschnitte sowohl einen guten Wärmeleitkontakt mit der Wärmeleitfolie, als auch einen guten Wärmeleitkontakt mit dem Kühlkörper aufweist und die Wärmeübertragungsvorrichtung gleichzeitig in einfacher Weise zwischen Kühlkörper und Trägersubstrat eingeklemmt werden kann.
-
Ist die flächenartige Struktur derart ausgebildet, dass die ersten Stützabschnitte und die zweiten Stützabschnitte alternierend auftreten, so kann über einen parallel zur Erstreckungsebene ausgedehnten Bereich ein gleichmäßiger Kontakt zwischen dem Wärmeleitkörper und dem Kühlkörper einerseits und dem Wärmeleitkörper und der Wärmeleitfolie andererseits gewährleistet werden. Somit kann von dem wenigstens einen wärmeerzeugenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelement auf dem Trägersubstrat abgegebene Wärme quasi flächig an den Kühlkörper abgeleitet werden. Dabei wird durch die alternierende Anordnung über die gesamte Flächenerstreckung des Einlegeteils ein vorteilhafter kurzer Wärmeableitweg zwischen Trägersubstrat und Kühlkörper sichergestellt. Darüber hinaus kann die Wärmeübertragungsvorrichtung durch die alternierenden ersten und zweiten Stützabschnitte vorteilhaft stabil und einfach zwischen das Trägersubstrat und den Kühlkörper eingeklemmt werden.
-
Besonders vorteilhaft ist der Wärmeleitkörper als Blech mit Einschnitten ausgebildet, wobei die ersten Stützabschnitte in einer Ebene ausgebildet sind und die zweiten Stützabschnitte aus dieser Ebene herausgebogen sind. Ein derart ausgebildeter Wärmeleitkörper, kann vorteilhaft einfach und kostengünstig gefertigt werden und zeichnet sich darüber hinaus durch vorteilhaft geringes Gewicht und vorteilhaft hohe Flexibilität aus.
-
Sind die zweiten Stützabschnitte als Laschen ausgebildet, so ergibt sich der Vorteil, dass der Wärmeleitkörper vorteilhaft einfach gefertigt werden kann und als Laschen ausgebildete zweite Stützabschnitte vorteilhaft einfach beispielsweise aus einer von den ersten Stützabschnitten gebildeten Ebene herausgebogen werden können und vorteilhaft einfach sowohl die Federelastizität des Wärmeleitkörpers als auch eine vorteilhaft großflächige Kontaktfläche zwischen den zweiten Stützabschnitten und dem Kühlkörper gewährleisten können.
-
In einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist auf der Innenseite der Isolationsfolie ein elektrisch isolierender Isolationsrahmen angeordnet, der wenigstens eine innere Ausnehmung aufweist, wobei die Wärmeleitfolie in der Ausnehmung angeordnet ist und in einer Ebene vollständig umlaufend von dem Isolationsrahmen umgeben ist. Ein derart ausgebildet Isolationsrahmen kann die Wärmeübertragungsvorrichtung vorteilhaft versteifen, stabilisieren und somit schützen.
-
Vorteilhaft kann die Isolationsfolie einen Bereich aufweisen, in dem sie über die Wärmeleitfolie hinausragt, wobei die Innenseite der Isolationsfolie in diesem Bereich unmittelbar und/oder mittelbar durch eine Klebeschicht an dem Isolationsrahmen anliegt. Somit kann die Isolationsfolie durch den Isolationsrahmen beispielsweise vorteilhaft aufgespannt sein und die gesamte Wärmeübertragungsvorrichtung somit vorteilhaft stabilisiert und geschützt sein.
-
Weiterhin ist in einem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel neben der wenigstens einen Isolationsfolie wenigstens eine weitere Isolationsfolie auf der Außenseite der Isolationsfolie angeordnet, wobei zwischen der Isolationsfolie und der weiteren Isolationsfolie ein Kleberauftrag angeordnet ist. Durch die wenigstens eine weitere Isolationsfolie kann die elektrische Isolierung zwischen Trägersubstrat und Kühlkörper vorteilhaft vergrößert werden. Die elektrische Isolierung kann durch die Anzahl an weiteren Isolationsfolien entsprechend den Anforderungen der jeweiligen elektronischen Baugruppe skaliert werden. Des Weiteren kann durch weitere Isolationsfolien eine durchgängige und flächige sichere elektrische Isolierung sichergestellt werden.
-
Weisen Wärmeleitfolie und der Wärmeleitkörper zumindest im Wesentlichen die gleiche Flächenausdehnung auf, so ergibt sich der Vorteil, dass die auf dem Trägersubstrat durch das wenigstens eine wärmeerzeugende elektrische und oder elektronische Bauelement erzeugte Wärme vorteilhaft großflächig und effektiv über die Wärmeleitfolie und den Wärmeleitkörper abgeleitet werden kann.
-
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Wärmeleitfolie den Wärmeleitkörper zumindest in dem Bereich der zweiten Stützabschnitte überdeckt. Sind die zweiten Stützabschnitte beispielsweise nicht in direktem Kontakt mit der Wärmeleitfolie, so können diese Bereiche, in denen die Wärmeleitfolie nicht mit dem Wärmeleitkörper in direkten Kontakt steht, vorteilhaft durch die Wärmeleitfolie überbrückt werden, und somit die gesamte Wärmeleitfähigkeit der Wärmeübertragungsvorrichtung vorteilhaft verbessert werden.
-
In einem besonders vorteilhaftem Ausführungsbeispiel ist die Innenseite der Isolationsfolie zumindest bereichsweise mit der ersten Seite der Wärmeleitfolie verklebt ist und/oder die zweite Seite der Wärmeleitfolie zumindest bereichsweise mit dem Wärmeleitkörper, insbesondere mit den ersten Stützabschnitten, verklebt. Eine derart ausgebildete Wärmeübertragungsvorrichtung kann ein vorteilhaftes Verbundmaterial bilden, das einfach und flexibel zwischen das Trägersubstrat und den Kühlkörper eingelegt werden kann.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen
-
1 eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe,
-
2 einen Querschnitt durch die Wärmeübertragungsvorrichtung des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe,
-
3 einen weiteren Querschnitt durch die Wärmeübertragsvorrichtung des Ausführungsbeispiel der elektronischen Baugruppe,
-
4 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel der elektronischen Baugruppe.
-
Ausführungsformen der Erfindung
-
1 zeigt eine Explosionsdarstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen elektronischen Baugruppe 1. Die elektronische Baugruppe 1 kann beispielsweise für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge benutzt werden um beispielsweise Inverter oder Konverter zu kühlen. Die elektronische Baugruppe 1 kann aber auch in Niedervoltbatterien oder Hochvoltbatterien oder beispielsweise in Fotovoltaikanlagen oder Windkraftanlagen verwendet werden.
-
Die elektronische Baugruppe 1 umfasst ein auf einer Oberseite 3 mit wenigstens einem wärmeerzeugenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelement 5 bestücktes plattenartiges Trägersubstrat 2 mit einer von der Oberseite 3 abgewandten Unterseite 4. Das Trägersubstrat 2 kann zusammen mit dem wenigstens einen wärmeerzeugenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelement 5 eine Elektronikeinheit 9 bilden. Die Elektronikeinheit 9, die beispielsweise eine Leistungselektronikeinheit, beispielsweise ein Inverter oder ein Konverter für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, sein kann, umfasst das Trägersubstrat 2 und auf dem Trägersubstrat 2 angeordnete wärmeerzeugende elektrische und/oder elektronische Bauelemente 5. Das Trägersubstrat 2 kann mehrere Schichten aus elektrisch leitfähigen Materialien wie Metallen und/oder diaelektrischen Materialien umfassen. Bei dem Trägersubstrat 2 handelt es sich beispielsweise um einen Schaltungsträger, in diesem Ausführungsbeispiel um ein DBC-Substrat (Direct Bonded Copper). Das Trägersubstrat 2 kann aber beispielsweise auch ein AMB-Substrat (Active Metal Brazed), ein IMS (Insulated Metal Substrate), eine Leiterplatte (PCB, Printed Circuit Board) oder ein anderes beispielsweise für Leistungsmodule geeignetes Substrat sein. Auf der Oberseite 3 des Trägersubstrats 2 können verschiedene elektrische und/oder elektronische Bauelemente wie beispielsweise Leistungshalbleiter wie beispielsweise Feldeffekttransistoren wie MIS-FETs (Metal Insulated Semiconductor Field Effect Transistor), IGBTs (insulated-gate bipolar transistor), Leistungs-MOSFETs (metal oxide semiconductor field-effect transistor) und/oder Dioden, beispielsweise Gleichrichterdioden, angeordnet sein. Es kann sich beispielsweise um gehäuselose Leistungshalbleiter (Bare-Die) handeln. Weiterhin können auch passive Bauelemente wie beispielsweise Widerstände oder Kondensatoren auf dem Trägersubstrat 5 angeordnet sein. Die elektrischen und/oder elektronischen Bauelemente können untereinander oder mit außerhalb der Elektronikeinheit 9 angeordneten und in den Figuren nicht dargestellten weiteren elektrischen und/oder elektronischen Elementen beispielsweise über die Leiterbahnen des Trägersubstrats 5, über Bonddrähte oder andere geeignete elektrisch leitende Kontaktelemente beispielsweise durch Löten oder Sintern elektrisch leitend verbunden sein. Die Leiterbahnen können wie in diesem Ausführungsbeispiel als Leiterflächen ausgebildet sein. In den Figuren ist exemplarisch nur ein wärmeerzeugendes elektrisches und/oder elektronisches Bauelement 5 dargestellt.
-
Weiterhin umfasst die elektronische Baugruppe 1, wie in 1 dargestellt, einen Kühlkörper 6. Der Kühlkörper 6 besteht aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus einem Metall, beispielsweise aus Aluminium.
-
Wie in 1 dargestellt, ist zwischen den Kühlkörper 6 und dem Trägersubstrat 2 eine Wärmeübertragungsvorrichtung 8 angeordnet. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 dient der Ableitung von Wärme von dem Trägersubstrat 2 auf den Kühlkörper 6 und gleichzeitig der elektrischen Isolierung zwischen dem Trägersubstrat 2 und dem Kühlkörper 6. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 umfasst eine elektrisch isolierende Isolationsfolie 10, eine Wärmeleitfolie 30, und einen Wärmeleitkörper 40 und kann zusätzlich auch einen Isolationsrahmen 20 umfassen. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 ist in 2 und 3 dargestellt.
-
Die Wärmeleitfolie 30 ist flächig ausgebildet und weist eine erste Seite 31 eine von der ersten Seite 31 abgewandte zweite Seite 32 auf. Zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit der Wärmeübertragungsvorrichtung 8 weist die Wärmeleitfolie 30 in diesem Ausführungsbeispiel eine geringe Dicke D30 der Wärmeleitfolie 30 auf. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke D30 der Wärmeleitfolie 30 zwischen siebzig Mikrometer und neunzig Mikrometer, insbesondere zwischen fünfundsiebzig Mikrometer und fünfundachzig Mikrometer. Die Wärmeleitfolie 30 ist aus einem Material mit hoher Wärmeleitfähigkeit, wie zum Beispiel Kupfer gefertigt. Die Wärmeleitfolie 30 kann aber auch aus anderen Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit gefertigt sein. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wärmeleitfolie 30 flächig ausgebildet und weist keine Ausnehmungen auf. So kann eine vorteilhaft gute Wärmespreizung der auf dem Trägersubstrat 2 durch das wenigstens eine wärmeerzeugende elektrische und/oder elektronische Bauelement 5 erzeugten Wärme über die gesamte Flächenerstreckung der Wärmeleitfolie 30 gewährleistet werden.
-
Wie in 1 dargestellt, ist auf der ersten Seite 31 der Wärmeleitfolie 30 eine Isolationsfolie 10 angeordnet. Die elektrisch isolierende Isolationsfolie 10 ist flächig ausgebildet und weist eine Innenseite 12, die der ersten Seite 31 der Wärmeleitfolie 30 zugewandt ist, und eine Außenseite 11, die von der Innenseite 12 abgewandt ist, auf. Die Isolationsfolie 10 ist aus elektrisch isolierendem Material gefertigt und isoliert das Trägersubstrat 2 elektrisch von dem Kühlkörper 6. Neben der wenigstens einen Isolationsfolie 10 können auf der Außenseite 11 der wenigstens einen Isolationsfolie 10 eine oder mehrere weitere Isolationsfolien 13 angeordnet sein, die die elektrische Isolierung zwischen Trägersubstrat 2 und Kühlkörpers 6 erhöhen. Zwischen der Isolationsfolie 10 und der weiteren Isolationsfolie 13 kann beispielsweise ein Kleberauftrag 15 angeordnet sein, der an der Isolationsfolie 10 und an der weiteren Isolationsfolie 13 stoffschlüssig anhaftet. Wie in 3 und 4 dargestellt, sind in diesem Ausführungsbeispiel auf der Außenseite 11 der Isolationsfolie 10 zwei weitere Isolationsfolien 13 angeordnet. Die insgesamt drei Isolationsfolien 10, 13 sind durch zwischen den Isolationsfolie 10, 13 angeordnete Kleberaufträge 15 miteinander verbunden. Auf der ersten Seite 31 der Wärmeleitfolie 30 kann eine beliebige Anzahl an Isolationsfolien 10, 13 angeordnet sein. Die elektrische Isolierung zwischen Trägersubstrat 2 und Kühlkörper 6 kann durch die Anzahl an Isolationsfolien 10, 13 entsprechend den Anforderungen der jeweiligen elektronischen Baugruppe 1 skaliert werden.
-
Auf der zweiten Seite 32 der Wärmeleitfolie 30 ist ein Wärmeleitkörper 40 angeordnet. Der Wärmeleitkörper 40 erstreckt sich flächig im Wesentlichen parallel zu der Wärmeleitfolie 30 und der Isolationsfolie 10 in einer Erstreckungsebene E. Unter einem Wärmeleitkörper 6 wird im Kontext der vorliegenden Anmeldung ein einstückiges oder mehrgliedriges und mechanisch zusammenhängendes Bauteil verstanden, das sich durch durch hohe Wärmeleitfähigkeit auszeichnet. Der Wärmeleitkörper 6 kann beispielsweise zumindest teilweise aus einem Metall, wie beispielsweise Kupfer, oder aus einem wärmeleitendem Kunststoff bestehen. Des Weiteren ist der Wärmeleitkörper 40 senkrecht zu der Erstreckungsebene E federelastisch ausgebildet. Der Wärmeleitkörper 40 ist in der elektronischen Baugruppe 1 zwischen der zweiten Seite 32 der Wärmeleitfolie 30 und dem Kühlkörper 6 eingeklemmt. Die Federelastizität des Wärmeleitkörpers 40 wird in diesem Ausführungsbeispiel durch eine an dem Wärmeleitkörper 40 ausgebildete flächenartige Struktur, die sich beispielsweise in der Erstreckungsebene E erstreckt, erzeugt. In diesem Ausführungsbeispiel weist die flächenartige Struktur erste Stützabschnitte 41 und zweite Stützabschnitte 42 auf. Die ersten Stützabschnitte 41 liegen in diesem Ausführungsbeispiel mittelbar und oder unmittelbar an der Wärmeleitfolie 30 an. Die zweiten Stützabschnitte 42 stützen sich in diesem Ausführungsbeispiel an dem Kühlkörper 5 ab (4). In diesem Ausführungsbeispiel ist die flächenartige Struktur, mit der der Wärmeleitkörper 40 versehen ist, derart ausgebildet, dass die ersten Stützabschnitte 41 und die zweiten Stützabschnitte 42 alternierend auftreten. Die flächenartige Struktur mit den ersten Stützabschnitten 41 und den zweiten Stützabschnitten 42 kann beispielsweise eine wellenartige, eine genapfte, eine zickzackartige oder eine ähnliche Struktur aufweisen. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Wärmeleitkörper 40 beispielsweise als Blech mit Einschnitten 45 ausgebildet, die ersten Stützabschnitte 41 sind in einer Ebene ausgebildet und zweiten Stützabschnitte 42 sind aus dieser Ebene herausgebogen. Die Einschnitte 45 können durch verschiedene Verfahren erzeugt sein, beispielsweise durch Schneiden oder Ätzen. Wie in 2 dargestellt, sind in diesem Ausführungsbeispiel die zweiten Stützabschnitte 42 als zungenartige Laschen 46 ausgebildet. Dazu sind die Einschnitte 45 in dem Wärmeleitkörper 40 derart ausgebildet, dass zweiten Stützabschnitte 42 als Laschen 46 aus der Wärmeleitkörper 40 herausgebogen werden können. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Wärmeleitfolie 30 und der Wärmeleitkörper 40 im Wesentlichen die gleiche Flächenausdehnung auf. Dabei bedeckt die Wärmeleitfolie 30 den Wärmeleitkörper 40 in dem Bereich der zweiten Stützabschnitte 42, in dem in diesem Ausführungsbeispiel die zweiten Stützabschnitte 42 aus der durch die ersten Stützabschnitte 41 gebildeten Ebene herausgebogen sind. Somit kann die auf dem Trägersubstrat 2 durch das wenigstens eine wärmeerzeugende elektrische und/oder elektronische Bauelement 5 erzeugten Wärme auch in Bereichen, in denen der Wärmeleitkörper 40 nicht über die Wärmeleitfolie 30 in direktem Kontakt mit dem Trägersubstrat 2 steht, wie beispielsweise im Bereich der zweiten Stützelemente 42, vorteilhaft gut an den Kühlkörper 6 abgeleitet werden. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt eine Dicke D40 des Wärmeleitkörpers 40 zwischen siebzig Mikrometer und neunzig Mikrometer, insbesondere zwischen fünfundsiebzig Mikrometer und fünfundachtzig Mikrometer. Diese geringe Dicke D40 erhöht vorteilhaft die Wärmeleitfähigkeit der Wärmeübertragungsvorrichtung 8.
-
Weiterhin kann die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 der elektronischen Baugruppe 1 einen elektrisch isolierenden Isolationsrahmen 20 umfassen. In diesem Ausführungsbeispiel ist ein solcher Isolationsrahmen 20 auf der Innenseite 12 der Isolationsfolie 10 angeordnet. Der Isolationsrahmen 20 weist in diesem Ausführungsbeispiel wenigstens eine innere Ausnehmung 21 auf. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wärmeleitfolie 30 in der Ausnehmung 21 angeordnet und in einer Ebene vollständig umlaufend von dem Isolationsrahmen 20 umgeben. Die Isolationsfolie 10 kann wie in diesem Ausführungsbeispiel auch einen Bereich 17 aufweisen in dem sie über die Wärmeleitfolie 30 hinausragt. Die Innenseite 12 der Isolationsfolie 10 kann somit in diesem Bereich 17 unmittelbar und oder mittelbar durch eine Klebeschicht 22 an dem Isolationsrahmen 20 anlegen. Der Isolationsrahmen 20 hat in diesem Auführungsbeispiel eine Dicke, die so dünn ist, dass in dem Zustand, in dem die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 zwischen dem Trägersubstrat 2 und dem Kühlkörper 6 eingeklemmt ist, die Isolationsfolie 10 oder wenigstens eine weitere Isolationsfolie 13 in direktem Kontakt mit dem Trägersubstrat 2 steht und der Wärmeleitkörper 40 in direktem Kontakt mit dem Kühlkörper 6 steht. Der Wärmeleitkörper 40 ist in diesem Ausführungsbeispiel zwischen der Wärmeleitfolie 30 und dem Kühlkörper 6 eingeklemmt.
-
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Innenseite 12 der Isolationsfolie 10 mit der ersten Seite 31 der Wärmeleitfolie 30 verklebt. Gleichzeitig ist die zweite Seite 32 der Wärmeleitfolie 30 mit dem Wärmeleitkörper 40 verklebt. Die zweite Seite 32 der Wärmeleitfolie 30 ist in diesem Ausführungsbeispiel dabei mit den ersten Stützabschnitten 41 des Wärmeleitkörpers 40 verklebt. Somit ist in diesem Ausführungsbeispiel die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 als Verbundmaterial ausgebildet und kann als Einlegeteil zwischen dem Trägersubstrat 2 und dem Kühlkörper 6 eingelegt werden. Die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel im fertigen Zustand auf den Kühlkörper 6 oder auf dem Trägersubstrat 2 manuell oder durch eine Bestückungsvorrichtung auflegbar. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 somit zwischen dem Trägersubstrat 2 und Kühlkörper 6 eingelegt und liegt somit an der Unterseite 4 des Trägersubstrats 2 und an dem Kühlkörper 6 an. Das Trägersubstrat 2 kann beispielsweise durch in den Figuren nicht dargestellte Mittel an dem Kühlkörper 6 mechanisch befestigt und durch diese Mittel beispielsweise auch an den Kühlkörper 6 angedrückt sein. Somit ist die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 zwischen dem Trägersubstrat 2 und dem Kühlkörper 6 eingeklemmt, und die zweiten Stützabschnitte 42 des Wärmeleitkörpers 40 stützen sich mittelbar oder unmittelbar am Kühlkörper 6 ab und es können somit vorteilhaft Unebenheiten und Toleranzen in dem Trägersubstrat 2 und/oder in dem Kühlkörper 6 vorteilhaft ausgeglichen werden. Durch die Einklemmung der Wärmeübertragungsvorrichtung 8 mit dem Wärmeleitkörper 40 mit der federelastischen und flächenartigen Struktur zwischen das Trägersubstrat 2 und den Kühlkörper 6 steht die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 über eine Isolationsfolie 10, 13 mit dem Trägersubstrat 2 in wärmeleitendem Kontakt und über die zweiten Stützabschnitte 42 des Wärmeleitkörpers 40 mit dem Kühlkörper 6 in wärmeleitendem Kontakt, sodass über die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 die beispielsweise von dem wenigstens einen wärmeerzeugenden elektrischen und/oder elektronischen Bauelement 5 auf der Oberseite 3 des Trägersubstrats 2 erzeugte Wärme über die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 von dem Trägersubstrat 2 auf den Kühlkörper 6 abgeleitet werden kann. In 3 und 4 ist exemplarisch jeweils nur ein zweiter Stützabschnitt 42 dargestellt. Wie aus 2 ersichtlich sind an dem Wärmeleitkörper 40 und damit an der Wärmeübertragungsvorrichtung 8 aber eine Vielzahl von zweiten Stützabschnitten 42, die sich an dem Kühlkörper 6 abstützen, ausgebildet. Diese Vielzahl an zweiten Stützabschnitten 42 ist alternierend mit einer Vielzahl an ersten Stützabschnitten 41 ausgebildet. Somit kann sich die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 vorteilhaft den Unebenheiten in dem Trägersubstrat 2 oder dem Kühlkörper 6 anpassen, so dass die Wärmeübertragungsvorrichtung 8 in großflächigen wärmeleitenden Kontakt mit dem Trägersubstrat 2 und über die zweiten Stützabschnitte 42 des Wärmeleitkörpers 40 auch in vorteilhaft großflächigem wärmeleitendem Kontakt mit dem Kühlkörper 6 steht und somit eine optimale Wärmeableitung gewährleistet ist.
-
Selbstverständlich sind noch weitere Ausführungsbeispiele und Mischformen der dargestellten Ausführungsbeispiele möglich.
-
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
-
