DE102017006195A1 - Leiterplattenanordnung mit integrierter Kühlfläche und Leitungshalbleitern und Herstellungsverfahren hierzu - Google Patents

Abstract

Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte (LP), deren elektrisch isolierendes Trägermaterial (T) auf einer Bestückungsseite ein Leiterbild (L) für eine Schaltung mit elektronischen Bauelementen (B) und Anschlussmittel für elektrische Leitungen trägt und Durchkontaktierungen (D) zu einer der Bestückungsseite gegenüberliegenden Lötseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (LP) in der Gebrauchslage eines Gerät senkrecht in Raumrichtung eingebaut ist, dass die Leiterplatte (LP) in einem zu einem wärmeabgebenden Bauelement (B) benachbarten Bereich als Kühlflächen (K) gespiegelte Kupferpolygone auf der Bestückungsseite und auf der Lötseite aufweist, dass die beiden Kühlflächen (K) mittels mindestens einer in den Kühlflächen (K) angeordneten Reihe von Durchkontaktierungen (D) miteinander verbunden sind und dass die Durchkontaktierungen (D) mit einem wärmeleitenden Material verschlossen sind, derart, dass die so ausgebildete Stiftleiste (S) aus wärmeleitenden Durchkontaktierungen (D) den Wärmeübergangswiderstand verringert und der Wärmetransport senkrecht zur Leiterplatte (LP) verbessert ist.

Description

• Die Erfindung betrifft, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Leiterplattenanordnung mit integrierter Kühlfläche und Leistungshalbleitern. Weiterhin betrifft, gemäß Patentanspruch 6, die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte.
• Im Bereich der gedruckten Elektronik (engl. „Printed Electronics“) wurden in den letzten Jahren enorme Fortschritte erzielt. Die Beherrschung der Technologie ermöglicht zahlreiche Vorteile wie u.a. der 3D-Anordnung von Schaltungen auf engstem Raum. Aufgrund der zunehmenden Bauteildichte, jedoch auch der Verkleinerung von Schaltungen der Leistungselektronik ergibt sich das Problem, die im Betrieb dieser Schaltungen zwangsläufig anfallende Verlustwärme wirkungsvoll abführen zu können, um Schäden als Folge lokaler thermischer Überlastung zu vermeiden. Die beim Betrieb von integrierten Schaltkreisen als Wärme freiwerdende Verlustleistung muss über geeignete Wärmeableitungssysteme abgeführt werden, wobei wegen der hohen Packungsdichte der Bauelemente die Verlustleistungsdichte im Vergleich zu herkömmlichen Systemen beträchtlich gestiegen ist. Herkömmliche Leiterplatten bestehen häufig aus einem elektrisch nicht leitfähigen Werkstoff und es sind zur Wärmeabfuhr metallische Kühlkörper mit der Leiterplatte zu verbinden, welche großflächige, zur Wärmeabfuhr geeignete und ausgestaltete Flächen aufweisen. Der Wärmeübergang von einer Wärmequelle zum umgebenden Kühlmedium (meist Luft, aber auch Wasser oder andere Flüssigkeiten) ist in erster Linie von der Temperaturdifferenz, der wirksamen Oberfläche und der Strömungsgeschwindigkeit des Kühlmediums abhängig. Bei Leiterplatten ist Wärmeleitung gegenüber Konvektion und Strahlung der dominierende Effekt und daher besonders sorgfältig zu beachten. Ein Kühlkörper hat die Aufgabe, Verlustwärme durch Wärmeleitung vom wärmeerzeugenden Bauelement wegzuleiten und diese dann durch Wärmestrahlung und Konvektion an die Umgebung abzugeben. Um den Wärmewiderstand möglichst gering zu halten, bestehen Kühlkörper üblicherweise aus einem gut wärmeleitfähigen Metall, meist Aluminium oder Kupfer, wobei zur Oberflächenvergrößerung häufig ein gerippter Metallblock benutzt wird und die zu kühlende Komponente durch Schrauben, Klemmen, Kleben oder Klammern mit möglichst geringem Abstand befestigt wird.
• Es sind auch Leiterplattenkonstruktionen bekannt, bei denen -um die gesteigerten Anforderungen an geringe Wärmeübergangswiderstände im Bereich der Leistungselektronik zu erfüllen - unter anderem auch über die Lötstellen in die metallischen Flächen Verlustwärme abgeführt wird.
• Weiterhin sind auch Metallkernleiterplatten bzw. Keramikleiterplatten seit langem bekannt. Die Metallkern- und Keramikplatinen sind im Vergleich zu den weit verbreiteten organischen Leiterplatten schwieriger zu verarbeiten (Metall bzw. Sprödigkeit der Keramik). Weiter zu berücksichtigende Parameter sind die Baugröße (bei Keramik) und die thermische Ausdehnung (bei Metall) sowie die Kosten.
• Um bei im Rahmen der Leistungselektronik eingesetzten Leiterplatten, die bei hoher Bauteildichte auftretende hohe Verlustwärme in einfacher Weise, insbesondere kostengünstig abführen zu können, wird bei der Leiterplattenanordnung gemäß der DE 44 27 112 A1 ein Leiterplattenaufbau vorgeschlagen, der aus einer metallischen, z. B. aus Kupfer oder Aluminium bestehenden Trägerplatte besteht, auf deren einen Seite unter Zwischenanordnung einer Isolationsschicht ein Leiterbild, beispielsweise im Siebdruckverfahren, aufgetragen ist. Die dem Leiterbild gegenüberliegende Seite der Trägerplatte steht als freie Fläche für eine Wärmeabfuhr zur Verfügung. Die funktionelle Zusammenfassung von Trägerplatte und Kühlkörper ermöglicht eine kostengünstig realisierbare Kühlwirkung bezüglich des Leiterbildes bei geringstmöglichem Bauvolumen. Die in dem Leiterbild betrieblich entwickelte Verlustwärme wird auf kürzestem Wege auf das Metall der Trägerplatte übertragen und über dessen, dem Leiterbild gegenüberliegenden Seite abgeführt. Diese Abfuhr kann im einfachsten Fall durch natürliche Konvektion erfolgen, so dass diese Seite in einem Gerät entsprechend angeordnet werden muss. Es kommt jedoch auch eine erzwungene Konvektion unter Verwendung eines geeigneten Kühlmittels in Betracht. Zur weiteren Verbesserung der Wärmeabfuhreigenschaften kann diese Seite auch profiliert, insbesondere mit Kühlrippen ausgerüstet sein, um die zur Wärmeübertragung zur Verfügung stehende Fläche zu erhöhen. So kann die Trägerplatte beispielsweise gleichzeitig Teil der Außenwandung eines elektrischen Gerätes oder eines sonstigen elektrischen Systems sein. Das Leiterbild kann in grundsätzlich beliebiger Weise auf die eine Seite der Trägerplatte aufgebracht werden, wobei von sämtlichen üblichen Verfahren des Herstellens und des Aufbringens gedruckter Schaltungen Gebrauch gemacht werden kann. Wesentlich ist insoweit lediglich, dass der zwischen dem metallischen Leiter einerseits und der metallischen Trägerplatte andererseits notwendigerweise vorhandene, durch die elektrische Isolierung bedingte Wärmeübergangswiderstand kleinstmöglich gehalten wird. Weiterhin können mehrere, flächenhafte Leiterbilder unter Zwischenanordnung isolierend wirkender Schichten auf einer Seite der metallischen Trägerplatte vorgesehen sein. Die in Ebenen übereinander angeordneten Leiterbilder stehen hierbei untereinander an definierten Punkten über Bohrungen untereinander in Verbindung, die innenseitig oder in sonstiger Weise leitfähig ausgebildet sind. Liegt das Leiterbild in einer folienhaften, gleichzeitig eine elektrische Isolierung bildenden Schicht vor, kann diese unmittelbar auf eine metallische Trägerplatte aufgebracht werden, beispielsweise in einem Pressverfahren stattfinden. Wesensmerkmal sämtlicher Ausgestaltungen der Leiterplattenanordnungen gemäß der DE 44 27 112 A1 ist, dass die Funktionen eines Kühlkörpers einerseits und eines Stütz- oder Tragkörpers andererseits für ein Leiterbild in einem einheitlichen Bauteil vereinigt sind, nämlich einer metallischen Trägerplatte. Demgemäß können beispielsweise flexible Leiterplattenanordnungen hergestellt werden, die durch flexible Verbindung zweier oder mehrerer Leiterplatten untereinander gebildet werden. Im Rahmen der flexiblen Verbindungen kommen vorzugsweise Folien zum Einsatz, die einen Teil eines Leiterbildes - in elektrisch isolierter Weise - beinhalten. Darüber hinaus sind räumliche Ausgestaltungen der Trägerplatten denkbar, indem diese beispielsweise als Winkelteil oder als flächenhaftes, schalenartiges räumlich allgemein gekrümmtes Bauteil ausgebildet werden, welches einseitig ein Verlustwärme erzeugendes Leiterbild trägt und wobei die jeweils dem Leiterbild gegenüberliegende Seite als Wärmeabfuhrfläche zur Verfügung steht, d.h. dementsprechend bemessen ist und/oder zwecks Oberflächen-Vergrößerung profiliert ausgebildet ist. Ergänzend hierzu kann die Wärmeabfuhrfläche wiederum einen Teil des Gehäuses eines Gerätes oder eines sonstigen elektrischen Systems bilden. Zur Bewirkung der Kühlleistung sind keine zusätzlichen Bauteile erforderlich, die außerdem das Bauvolumen der gesamten Anordnung erhöhen würden. Das Verlustwärme erzeugende Leiterbild steht großflächig unter Zwischenanordnung lediglich geringer Wärme-Übergangswiderstände, die durch die Isolationsschichten gebildet werden, mit einer metallischen Trägerplatte oder sonstigen metallischen Trägerstrukturen in Verbindung, die ihrerseits aufgrund ihrer großen Oberfläche eine effektive Wärmeabfuhr ermöglichen, so dass die Wärmebelastung des Leiterbildes und der im praktischen Einsatzfall mit diesem in Verbindung stehenden elektrischen Bauteile in Grenzen gehalten werden kann. Die funktionelle Zusammenfassung von Wärmesenken bzw. Kühlkörper und Trägerplatte für ein elektrisches Leiterbild stellt insoweit eine kostenmäßig günstig realisierbare, eine wirksame Abführung von Verlustwärme ermöglichende Problemlösung dar, die sich außerdem durch ein geringstmögliches Bauvolumen auszeichnet.
• Weiterhin ist aus der DE 203 07 468 U1 eine Leiterplatte als Kühlkörper für LEDs mit Durchkontaktierung bekannt. Dabei sind die Bauteile auf einer zumindest dreilagigen Leiterplatte aufgesetzt, wobei die erste Lage der Leiterplatte aus einem elektrisch leitenden Material gebildet ist und die Bauteile mit deren Spannungsversorgung verbindet, die zweite Lage aus einer Trägerplatte aus organischem Material besteht, die dritte Lage aus Wärme gut leitendem Material besteht und die erste und die dritte Lage durch mindestens zwei, vorzugsweise mindestens vier, insbesondere mindestens acht Durchkontaktierungen miteinander thermisch verbunden sind. Die Bauteile sind auf Kontaktflächen aufgesetzt und diese Kontaktflächen weisen eine größere Fläche auf als die Grundfläche der Bauteile, wobei die Durchkontaktierungen innerhalb der Kontaktflächen, aber ausschließlich neben den Bauteilen angeordnet sind. Demgemäß sind also die Kontaktflächen größer als die Grundflächen der der Bauteile, und die Durchkontaktierungen liegen alle in dem Bereich außerhalb der Grundflächen der der Bauteile. Damit liegen die der Bauteile plan auf (unter ihnen gibt es keine Durchkontaktierungen), was für einen geringen thermischen Widerstand günstig ist. Die Durchkontaktierungen gehen direkt (ohne elektrische Isolation) von den Kontaktflächen aus, so dass auch hier der thermische Widerstand minimal ist. Es ist bei den besonderen Bauteilen gemäß der DE 203 07 468 U1 , nämlich LED-Lichtquellen, leicht möglich, dass ein Pol von einigen (oder auch allen) LEDs auf demselben elektrischen Potenzial liegt. Es ist daher möglich, auch ohne elektrische Isolation große metallische Flächen auf der Rückseite vorzusehen. Für einen möglichst geringen thermischen Widerstand ist es günstig, dass die Durchkontaktierungen direkt neben der Unterseite der LEDs lokalisiert sind. Es ist im Hinblick auf eine gute thermische Leitfähigkeit zweckmäßig, dass die Fläche der Durchkontaktierungen mit einer Schichtdicke von zumindest 5 µm, vorzugsweise zumindest 25 µm, metallisiert ist. Die Metallisierungen können in Kupfer ausgeführt sein, sie können aber auch Gold als oberste Lage aufweisen. Beide Metalle sind sehr gute Wärmeleiter. Die Durchkontaktierungen weisen typischerweise einen Durchmesser zwischen 0,05 mm und 1 mm auf. Zur Verbesserung der thermischen Leitfähigkeit können die Durchkontaktierungen weitgehend mit einem gut Wärme leitenden Material, zum Beispiel mit Metall, gefüllt sein. Derartige Leiterplatten können auch im Hochleistungsbereich verwendet werden, wo ansonsten nur thermisch hochleitende Leiterplatten eingesetzt werden können. Zur Abfuhr der Wärme von der Rückseite der Leiterplatte kann die Rückseite der Leiterplatte an einen Kühlkörper thermisch gekoppelt sein (insbesondere im Hochleistungsbereich). Es können zusätzlich zu LEDs auch andere Bauteile auf der Leiterplatte angeordnet sein, wobei nur die Kontaktflächen der LEDs Durchkontaktierungen aufweisen. Diese anderen Bauteile werden normalerweise die zum Betrieb notwendigen Stromquellen sein. Da bei diesen die thermischen Probleme nicht so gravierend sind, benötigen diese in der Regel auch keine Durchkontaktierungen. Die Bauteile können auf der Leiterplatte angeklebt oder verlötet sein. Für einen geringen thermischen Widerstand sollte das Befestigungsmaterial (der Kleber) eine hohe thermische Leitfähigkeit aufweisen, was durch Beigabe von besonders gut Wärme leitendem Material erreicht werden kann. Dadurch, dass die Wärme durch die Leiterplatte hindurch abgeführt wird, ist es möglich, über den LEDs eine Vergussmasse und/oder eine Linse anzuordnen, ohne dass es dadurch zu einem Hitzestau kommen kann, selbst bei sehr hohen Leuchtdichten. Schließlich ist es zweckmäßig, wenn zur Erhöhung der Lichtreflexion ein weißer Lötstopplack abseits der Kontaktflächen auf die Vorderseite der Leiterplatte aufgebracht ist.
• Um eine verbesserte Wärmeabführung für elektrische Bausteine, insbesondere in Form von SMD-Bausteinen zu schaffen, die aufgrund der zunehmenden Miniaturisierung derartiger Bausteine eine häufig nur extrem kleine Kühlfläche aufweisen, ist aus der DE 20 2014 006 215 U1 eine einlagige Leiterplatte mit einer Leiterplattenausnehmung bekannt, wobei innerhalb der Leiterplattenausnehmung ein wärmeleitfähiges Kühlplättchen positioniert ist. Die dem zu kühlenden Baustein zugewandt liegende Kühlfläche des Kühlplättchens fluchtet mit der Oberseite der Leiterplatte und die gegenüberliegende Kühlfläche des Kühlplättchens mit der Unterseite der Leiterplatte oder weicht davon weniger als 10% bezogen auf die Dicke der Leiterplatte ab. Insbesondere sind die beiden Kühlflächen des Kühlplättchens unterschiedlich groß, wobei die zu dem zu kühlenden Bauteil entfernt liegende Kühlfläche des Kühlplättchens größer ausgebildet ist als die dem zu kühlenden Bauteil zugewandt liegende Kühlfläche und wobei die größere Kühlfläche zumindest doppelt so groß ist wie die demgegenüber kleinere Kühlfläche. Sowohl für die dem zu kühlenden Bauteil. zugewandt liegende kleinere Kühlfläche als auch für die dazu entfernt liegende größere Kühlfläche ist ein Masseanschluss oder eine Masseverbindung vorgesehen. Dabei wird davon ausgegangen, dass unterhalb des auf einer Leiterplatte anzuschließenden und in der Regel an allen vier umlaufenden Seiten mit Anschlussfüßchen versehenen SMD-Bausteins eine Ausnehmung in der Leiterplatte vorgesehen ist, in der ein sich bevorzugt an der Dicke der Leiterplatte orientierendes elektrisch gut wärmeleitfähiges Metallplättchen eingesetzt ist. Um jedoch auch unter beengten räumlichen Bedingungen eine verbesserte Kühlwirkung zu erzielen, ist dieses Kühlplättchen in Erstreckungsrichtung senkrecht oder quer zur Platine bevorzugt abgestuft, und zwar derart, dass der parallel zur Platine verlaufende Materialquerschnitt des Kühlplättchens an der zur Kühlfläche des zu kühlenden elektrischen Bausteins entfernt liegenden Seite deutlich vergrößert ausgebildet ist. Dies eröffnet die Möglichkeit, bereits in dem vergleichsweise dünnen Abschnitt der Leiterplattendicke einen deutlich verbesserten Wärmeabfluss von dem zu kühlenden Bauteil auf die gegenüberliegende Seite der Leiterplatte zu erzeugen. Bevorzugt ist das erwähnte Kühlteil in der Ausnehmung der Leiterplatte eingepresst gehalten. Dies eröffnet die Möglichkeit, dass in einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt unter Ausbildung der Leiterbahnen auf der Leiterplatte (Aufkupferung) das Kühlplättchen in der Leiterplattenausnehmung mit den in der Regel aus Kupfer gebildeten Leiterbahnen „verwächst“. Bei Bedarf kann die Unterseite, also die mit einer größeren Kühlfläche ausgestattete Unterseite des Kühlplättchens im verbauten Zustand direkt oder mittelbar unter Zwischenschaltung einer Ausgleichs-Folie mit einem Kühldom verbunden sein, der beispielsweise aus einem gut wärmeleitfähigen vorstehenden Metallansatz besteht, der an der Innenseite eines Gehäuses oder einer Gehäusewand oder eines Gehäusedeckels ausgebildet ist. Bevorzugt ist ein derartiger Kühlkörper oder Kühldom einstückig, d.h. materialschlüssig mit der entsprechenden Gehäusewand, dem Gehäuseboden oder dem Gehäusedeckel etc. verbunden, um eine nochmals verbesserte Wärmeabfuhr nach außen hin zu ermöglichen. Als vorteilhaft erweist es sich die Wärmespreizung des Kühlplättchens in der entsprechenden Ausnehmung der Leiterplatte vorzunehmen, wodurch das Kühlplättchen mit der Leiterplatte auch direkt mechanisch verbunden ist. Die Erfindung kann aber auch in zwei- oder mehrlagigen Leiterplatten umgesetzt werden, bei denen beispielsweise zumindest eine Zwischenebene zwischen zwei aufeinanderliegenden Leiterplattenlagen ebenfalls mit Leiterbahnen vorgesehen ist. Dabei kann insbesondere eine mit dem Kühlplättchen verbundene Leiterbahn auf einer derartigen Zwischenebene vorgesehen oder zusätzlich vorgesehen sein, wodurch ein weiterer Masseanschluss für das Kühlplättchen realisiert werden kann.
• Weiterhin ist aus der DE 196 40 435 A1 eine Vorrichtung zur Verbesserung der Leistungsdissipation bzw. -abführung einer Halbleitervorrichtung, die auf der Oberfläche einer gedruckten Leiterplatte montiert ist, bekannt, bei der zumindest eine obere Lage der gedruckten Leiterplatte aus Metall besteht, die mit einer Oberseite der oberen Lage der gedruckten Leiterplatte und der Halbleitervorrichtung verbunden ist. Weiterhin ist eine untere Lage der gedruckten Leiterplatte vorgesehen. Die Lagen der gedruckten Leiterplatte sind sowohl thermisch als auch elektrisch miteinander verbunden, außer dass eines der leitenden Kissen bzw. Flächen, mit denen die Halbleitervorrichtung thermisch gekoppelt ist, nicht elektrisch mit der Halbleitervorrichtung verbunden ist, die es schützen soll, so dass die thermischen und elektrischen Pfade bzw. Wege getrennt und unterschiedlich sind. Die Vorrichtung weist ein Kissen bzw. eine Fläche aus Metallmaterial auf, die mit einer Oberseite der oberen Lage der gedruckten Leiterplatte verbunden ist. Die Halbleitervorrichtung besitzt einen Wärmeübertragungsteil, der mit dem thermischen Kissen bzw. der thermischen Fläche verbunden ist. Die Vorrichtung weist zumindest einen Leiterteil für Wärmeübertragungen auf, der mit der gedruckten Leiterplatte verbunden ist und der thermisch mit der thermischen Fläche durch die Lagen der gedruckten Leiterplatten gekoppelt ist. Ferner ist eine Wärmesenke thermisch mit dem zumindest einen thermischen Weg gekoppelt.
• Schließlich ist aus der DE 42 22 838 C2 ein elektrisches Gerät mit einer eine elektronische Schaltung tragenden Leiterplatte bekannt, bei der auf den Leiterbahnen zur elektrischen Kontaktierung mindestens ein zu kühlenden Leistungsbauelements angeordnet ist, wobei auf die Leiterplatte zumindest im Bereich des Leistungsbauelements eine wärmeleitende Schicht aufgebracht ist, auf der das Leistungsbauelement aufliegt und wobei die wärmeleitende Schicht eine Leiterbahn ist, welche die Wärme von dem Leistungsbauelement direkt zu einem Kühlelement ableitet. Um möglichst kurze Wärmeübergangswege zu schaffen und zusätzlich die Wärmeabstrahlung ins Gehäuseinnere zu minimieren, weist die der Wärmeleitung dienende Leiterbahn eine größere Dicke auf als die der elektrischen Kontaktierung dienenden Leiterbahnen und die wärmeleitende Schicht ist an den Randbereichen der Leiterplatte angeordnet. Durch die Anordnung der wärmeleitenden Schicht an den Randbereichen der Leiterplatte ist das zu kühlende Leistungsbauelement ebenfalls an den Randbereichen der Leiterplatte angeordnet, so dass die wärmeleitende Schicht nur einen relativ kurzen Weg zum Kühlelement überbrücken muss Die Schichtdicke im Bereich der wärmeleitenden Schicht ist größer als 70 µm und die Schichtdicke der Leiterbahnen in den nicht zur Wärmeleitung vorgesehenen Bereichen beträgt etwa 30 µm, wobei das Leistungsbauelement mit einer seiner Flächen, vorzugsweise der größten Fläche, flächig auf der wärmeleitenden Schicht aufliegt. Dadurch, dass die der Wärmeleitung dienende Leiterbahn eine größere Dicke aufweist als die der elektrischen Kontaktierung der Bauelemente dienenden Leiterbahnen wird erreicht, dass die Wärmeabstrahlung von der wärmeleitenden Schicht in das Gehäuseinnere verringert wird. Weiterhin können auf die Leiterplatte beidseitig wärmeleitende .Schichten aufgebracht werden und diese sind über Durchkontaktierungen verbunden. Vorzugsweise ist das Kühlelement Teil eines elektromagnetisch abschirmenden Gehäusebauteils, beispielsweise ist der Deckel zumindest im Bereich der wärmeleitenden Schicht aus einem wärmeleitenden Material, vorzugsweise einem Metall, gefertigt und dient als Kühlfläche für das Leistungsbauelement. Eine aufwendige Montage des Leistungsbauelementes auf oder an einer speziellen formangepassten Kühlfläche entfällt. Die Kühlfläche ist demzufolge unabhängig von der Form des Leistungsbauelementes, das heißt die Form des Leistungsbauelementes beeinflusst weder die Form noch die Lage der Kühlfläche. Darüber hinaus braucht zwischen Leistungsbauelement und Kühlfläche keine direkte Nachbarschaftslage zu bestehen. Ist die Leiterplatte als Zweilagenleiterplatte ausgeführt, kann auch die Unterseite entsprechend mit Leistungsbauelementen bestückt werden. Diese liegen dann ebenfalls auf einer wärmeleitenden Schicht auf, über die die abzuleitende Wärme an eine Kühlfläche geführt wird. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs zwischen der wärmeleitenden Schicht und der Kühlfläche kann die Oberfläche der wärmeleitenden Schicht entsprechend strukturiert werden. Durch geeignete Maßnahmen kann beispielsweise eine Lotschicht oder andere wärmeleitende Schicht in Gitterstruktur aufgeprägt werden, zum Beispiel durch ein Reflow-Lötverfahren. Sind mehrere Leistungsbauelemente auf einer Seite der Leiterplatte nebeneinander angeordnet, sollten die jeweiligen metallischen Schichten gegeneinander isoliert sein, das heißt einander nicht berühren. Die Kühlfläche kann im Bereich der Kontaktstelle mit einer Isolationsschicht versehen sein, zum Beispiel einer Eloxalschicht, einem Lack oder ähnlichem, so dass das entsprechende Kühlelement dann auch zur Kühlung mehrerer Leistungsbauelemente genutzt werden kann.
• Wie die vorstehende Würdigung des Standes der Technik aufzeigt, beruhen die bisher üblichen Verfahren der Wärmeabfuhr darauf, dass die Wärme abgebenden Bauelemente wie Leistungsbauelemente, integrierte Schaltkreise so montiert sind, dass die entstehende Verlustwärme durch Wärmeleitung außerhalb des Gerätegehäuses transportiert und mittels vorbeiströmender Kühlluft infolge Eigen- oder Zwangskonvektion an die Umgebung abgeführt wird, wobei durch die übliche Befestigungsart mit Einlöten der bedrahteten Bauelemente bzw. Bausteinpins bzw. Kühlkörper eine zusätzliche Wärmeverteilung gegeben ist.
• Die Ausbreitung von Wärme erfolgt durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung und Wärmeströmung (Konvektion).
• Wärmestrahlung ermöglicht auch die Abgabe von Wärme in das Vakuum, sie ist nur von der Temperatur des strahlenden Körpers abhängig und unabhängig von der Temperatur der Umgebung. Die Wärmestrahlung hängt von der Temperatur des Strahlers/Körpers und auch von der Beschaffenheit seiner Oberfläche ab. Wärmestrahlung erfolgt im Gegensatz zur Wärmeleitung auch dann, wenn der Körper die gleiche Temperatur hat wie seine Umgebung. Wie viel ein Körper abstrahlt, ist unabhängig von der Temperatur seiner Umgebung und der Körper erhält immer Strahlung von seiner Umgebung, selbst wenn diese kälter ist. Allerdings strahlt dann die Umgebung dem Körper weniger zu als umgekehrt und der Körper kühlt sich ab. Die Ausstrahlung eines Körpers wird durch seine spezifische Ausstrahlung beschrieben, wobei je größer der Absorptionsgrad eines Körpers, d.h. das Verhältnis der absorbierten zur auffallenden Strahlung, desto größer ist seine spezifische Ausstrahlung. So ist die spezifische Ausstrahlung einer blanken Fläche bei gleicher Temperatur kleiner als die einer schwarzen Fläche oder die einer hochglänzend polierten Fläche kleiner als die einer aufgerauten Fläche, wobei die Verhältnisse der spezifischen Ausstrahlung zum Absorptionsgrad von blanker und schwarzer Fläche einander gleich sind. Körper, die den Absorptionsgrad 1 besitzen, die also alle auffallende Strahlung absorbieren und vollständig in Wärme umwandeln, bezeichnet man als absolut schwarze Körper.
• Die Wärmeleitung erfolgt nur in der Materie, d.h. im Körper, und setzt in ihm ein Temperaturgefälle voraus. Wenn man einem Körper nicht an einer Stelle dauernd Wärme zuführt oder entnimmt, so gleichen sich alle Temperaturunterschiede in ihm mit der Zeit aus, und zwar durch einen Wärmestrom, der von höherer zu tieferer Temperatur fließt. Metalle sind relativ gute Wärmeleiter, beispielsweise Kupfer mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,93 cal/cm·s·k im Temperaturbereich zwischen 0° C und 100° C oder Aluminium mit einer Wärmeleitfähigkeit von 0,55 cal/cm·s·k im Temperaturbereich zwischen 0° C und 200° C, während Kunststoffe in der Regel schlechtere Wärmeleiter sind. Der Wärmeübergang von einem Körper einer bestimmten Temperatur zu seiner Umgebung wird durch den Wärmeübergangswert beschrieben und der Wärmedurchgang durch einen Körper, beispielsweise eine Platte, beschreibt man durch den Wärmedurchgangswert. Der Wärmeübergangswert hängt, wie bereits vorstehend beschrieben, stark von der Oberflächenbeschaffenheit ab und der Wärmedurchgangswert hängt von den jeweiligen Plattendicken ab.
• Wenig Beachtung findet jedoch die Beeinflussung der Abführung der Verlustleistung durch Wärmeströmung (Konvektion). Demnach fehlt in der Praxis eine Leiterplattenanordnung, bei welcher auf einfache und kostengünstige Weise eine zuverlässige Abführung der Verlustleistung verwirklicht wird.
• Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Leiterplattenanordnung derart auszugestalten, dass sich trotz steigender Bauteildichte und damit zunehmender Verlustwärme ohne die Benutzung eines zusätzlichen Kühlkörpers in einfacher und kostengünstig realisierbarer Weise eine wirkungsvolle Wärmeabfuhr ergibt.
• Diese Aufgabe wird bei einer Leiterplattenanordnung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, dadurch gelöst, dass die Leiterplatte in der Gebrauchslage eines Gerät senkrecht in Raumrichtung eingebaut ist, dass die Leiterplatte in einem zu einem wärmeabgebenden Bauelement benachbarten Bereich als Kühlflächen gespiegelte Kupferpolygone auf der Bestückungsseite und auf der Lötseite aufweist, dass die beiden Kühlflächen mittels mindestens einer in den Kühlflächen angeordneten Reihe von Durchkontaktierungen miteinander verbunden sind und dass die Durchkontaktierungen mit einem wärmeleitenden Material verschlossen sind, derart, dass die so ausgebildete Stiftleiste aus wärmeleitenden Durchkontaktierungen den Wärmeübergangswiderstand verringert und der Wärmetransport senkrecht zur Leiterplatte verbessert ist.
• Die Verlustleistung wird bei der erfindungsgemäßen Leiterplattenanordnung vor allem durch Wärmestrahlung auf die mindestens eine Stiftleiste aus Durchkontaktierungen eingekoppelt, welche als Wärmefalle wirkt und die Verlustwärme auf die auf der Unterseite (d.h. auf der Bestückungsseite gegenüberliegend) angeordnete Kühlfläche abführt. Demgemäß wird die Verlustleistung durch freie Konvektion und durch Wärmeleitung abgeführt, so dass auf überraschend einfache und kostengünstige Art und Weise durch die zur Verbesserung der vertikalen Wärmeleitung dienenden Stiftleiste das Verhältnis von Wärmeübergangswert zu Wärmedurchgangswert optimiert wurde und eine besonders effektive Wärmeabfuhr gewährleistet ist. Weiterhin ist von Vorteil, dass durch die in einer Teilfläche der Leiterplatte angeordnete Stiftleiste aus ausschließlich zur Wärmeleitung dienenden Durchkontaktierungen, die mechanische Stabilität der Leiterplatte erhöht ist und so die Schichtdicke der Kühlfläche verringert (insbesondere als dünne Schicht von höchstens 35µm) werden kann. Insbesondere kann die Ableitung von Wärme, die ein elektronisches Leistungsbauteil während des regulären Betriebes erzeugt/abgibt, ohne Verwendung eines wie auch immer geschaffenen externen und zusätzlich aufzubringenden Kühlkörpers, spezieller Metallkernleiterplatten oder mehrschichtiger Leiterplatten oder verstärkten Kupferlagen über 35 µm Dicke der Kupferlage zuverlässig sichergestellt werden. Die Kostenersparnis gegenüber einer doppelseitigen durchkontaktierten Leiterplatte liegen bei der erfindungsgemäßen einseitigen Leiterplattenanordnung - durch den Wegfall des Kühlkörpers und gleiche Größe unterstellt - bei ca. 30%-45%.Weiterhin weist die erfindungsgemäße Leiterplattenanordnung den Vorteil auf, dass auf der Unterseite (der Bestückungsseite gegenüberliegenden Seite) SMD-Bauelemente angeordnet werden können.
• Weiterhin wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte, deren elektrisch isolierendes Trägermaterial auf einer Bestückungsseite ein Leiterbild für eine Schaltung mit elektronischen Bauelementen und Anschlussmittel für elektrische Leitungen trägt und Durchkontaktierungen zu einer der Bestückungsseite gegenüberliegenden Lötseite zur Aufnahme bedrahteter Bauelemente sowie in einem zu einem wärmeabgebenden Bauelement benachbarten Bereich Kühlflächen aufweist, gemäß Patentanspruch 6, mit den Verfahrensschritten:
1. a) Herstellung zusätzlicher Bohrungen für mindestens einer in den Kühlflächen angeordneten Reihe von Durchkontaktierungen in einem Abstand von mindestens 1mm höchstens 3mm zur Umrissform des wärmeabgebenden Bauelements und in einem Abstand von mindestens 5mm und maximal 27mm zur Leiterplattenkante,
2. b) Bekeimung des Lochs im Trägermaterial und anschließender katalytischer Metallisierung zur Herstellung der Durchkontaktierungen und
3. c) Verschließen der Durchköntaktierungen mit einem wärmeleitenden Material zur Ausbildung einer Stiftleiste aus wärmeleitenden Durchkontaktierungen,
gelöst.
• Die Erfindung zeigt eine neuartige Leiterplatte und ein Herstellungsverfahren hierfür auf, um auf überraschende Art und Weise ein verbessertes Wärmemanagement, insbesondere durch den Wärmetransport senkrecht durch die Leiterplatte, zu erzielen. Dieser Prozess ist auf jegliche einseitige Leiterplatte mit bedrahteten und/oder oberflächenmontierten Bauelementen (Surface Mounted Devices oder SMD Bauelemente genannt) anwendbar.
• In Weiterführung der Erfindung wird, gemäß Patentanspruch 7, im Verfahrensschritt b):
• b1) im Anschlussbereich von SMD-Bauelementen eine dickere Schicht Lötpaste als Lotpasteinsel aufgetragen.
• Diese Weiterbildung der Erfindung weist den Vorteil auf, dass die Lotpasteinsel an SMD-Bauelementen im Reflowverfahren oder im Schwallbad aufgeschmolzen wird und die Haftfestigkeit dieses Lötdepot ausreicht, dass ein Verkleben der SMD-Bauelemente auf der Unterseite/Lötseite nicht nötig ist, so dass weitere Kostenreduzierungen realisiert werden können.
• Weitere Vorteile und Einzelheiten lassen sich der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung entnehmen. In der Zeichnung zeigt:
• 1 eine erste Ausführungsform einer Leiterplatte gemäß der Erfindung in Draufansicht,
• 2 eine zweite Ausführungsform einer Leiterplatte gemäß der Erfindung in Draufansicht,
• 3 die Ausführungsform nach 1 bestückt,
• 4 die Ausführungsform nach 2 bestückt und
• 5 im Detail die Bestückung bei bedrahteten Bauelementen.
• 1 bis 5 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung bei der eine Standardleiterplatte ohne jegliche technische Veränderungen eine zusätzliche Kühlmasse in Verbindung mit einer Kühlfläche geschaffen ist und bei der die Kühlung durch die erfindungsgemäße Anordnung und Ausnutzen der freien vorhandenen Fläche auf der Leiterplatte LP erreicht wird.
• Die Leiterplatte LP weist als Standardleiterplatte ein elektrisch isolierendes Trägermaterial T auf, beispielsweise eine mit Epoxidharz getränkte Glasfasermatte mit der Materialkennung FR4, welche eine bessere Kriechstromfestigkeit und bessere Höchfrequenzeigenschaften sowie eine geringere Wasseraufnahme als Hartpapier hat. Das Trägermaterial T trägt auf der Bestückungsseite der Leiterplatte LP ein Leiterbild L (Layout) für eine Schaltung mit elektronischen Bauelementen B und Anschlussmittel für elektrische Leitungen. Ferner sind Durchkontaktierungen zu einer der Bestückungsseite gegenüberliegenden Lötseite für die Bestückung mit bedrahteten Bauelementen (Through Hole Technology THT) vorgesehen.
• Erfindungsgemäß ist die Leiterplatte LP in der Gebrauchslage eines Geräts senkrecht in Raumrichtung eingebaut (vertikal montierte Leiterplatte LP), um die bestmögliche Wärmeabstrahlung zu erreichen. Die Leiterplatte LP weist in einem zu einem wärmeabgebenden Bauelement B, insbesondere Leistungsbauelement (z.B. Triac zur Verwendung im Bereich der Phasenanschnittsteuerungen im Wechselspannungsbereich, wie beispielsweise zur Helligkeitssteuerung von Glühlampen (Dimmer), Lichtorgeln oder Drehzahlstellung von Universalmotoren), benachbarten Bereich als Kühlflächen K gespiegelte, d.h. kongruente Kupferpolygone auf der Bestückungsseite und auf der Lötseite auf (doppellagige FR4 Leiterplatte). Die Kupferpolygone K bedecken die maximale freie ununterbrochene Fläche zur optimalen Kühlung, wobei die minimal benötigte Kupferfläche 10cm² ist. Unter Berücksichtigung der vertikalen Ausrichtung der Leiterplatte LP, ist die wärmeableitende Kupferfläche K am oberen Ende des senkrecht stehenden Endes der Leiterplatte LP platziert. Die Kupferfläche kann mit Lötstopplack überzogen sein.
• Vorzugsweise sind die beiden Kühlflächen K mittels mindestens einer in den Kühlflächen K angeordneten Reihe von Durchkontaktierungen D miteinander verbunden. Erfindungsgemäß sind die Durchkontaktierungen D mit einem wärmeleitenden Material (insbesondere Füllung mit Zinn) verschlossen, derart, dass die so ausgebildete Stiftleiste S aus wärmeleitenden Durchkontaktierungen D den Wärmeübergangswiderstand verringert und der Wärmetransport senkrecht zur Leiterplatte LP verbessert ist. Dabei führt die zusätzlich geringe thermische Masse (Kühlfläche K der erfindungsgemäßen Leiterplatte LP in Verbindung mit der Anordnung des wärmeerzeugende/abgebende Bauelements B - insbesondere elektronischer Leistungsschalter, welcher so ausgelegt ist, dass der Maximalstrom 2,5fach größer ist als der unter Betriebsbedingungen auftretende Schaltstrom - am oberen Ende des senkrecht stehenden Endes der Leiterplatte LP somit zwischen den einzelnen Betriebszyklen zu einer raschen Abkühlung. Vorzugsweise ist der minimale Abstand der Stiftleiste S zur Leiterplattenkante 5mm und der maximale Abstand zur Leiterplattenkante 27mm wobei die Stiftleiste S so nahe wie möglich, insbesondere in einem Abstand von mindestens 1mm höchstens 3mm zur Umrissform des wärmeabgebenden Bauelements B angeordnet ist. Die zusätzliche thermische Masse der erfindungsgemäßen Lösung führt somit in den Pausen zwischen den Betriebszuständen der einzelnen Betriebszyklen beispielsweise eines Triacs zu einer raschen Abkühlung. Wie umfangreiche Tests aufgezeigt haben werden Tausende von Brühzyklen für die Zubereitung eines Heißgetränks absolviert, ohne dass die Grenztemperatur des Leistungshalbleiters/Triacs oder die Grenztemperatur der Leiterplatte LP erreicht wurde. Insbesondere zeigen diese auf, dass innerhalb von Sekunden nach dem Brühvorgang eine Abkühlung um 20-30 ° Celsius erfolgt.
• Die bedrahteten Bauelemente B (wie in 5 gezeigt ist) sind in der Nähe der Kühlfläche K in einem Abstand von 1mm zur Leiterplatte LP bestückt und liegen nicht auf der Leiterplattenoberfläche auf. Somit wird eine zusätzliche Konvektion erreicht und ein Hitzestau an den Bauelementen B vermieden. Gleiches gilt für die Anordnung der Flachsteckverbinder (Fast On Stecker) auf der Kühlfläche K, wodurch eine weitere Ableitung der Wärme erzielt wird. Zudem sind beim erfindungsgemäßen Layout keine hohen Bauteile nahe an der Kühlfläche K angeordnet, so dass der Wärmestrom nicht behindert und ein Wärmestau verhindert wird. Dies gilt auch für den Fall, dass die Temperatur der Umgebung möglicherweise deutlich über der Temperatur innerhalb des Gehäuses des Geräts liegt.
• Vorzugsweise sind mehrere parallel zueinander und im Abstand zueinander verlaufende Stiftleisten S vorgesehen, insbesondere zweireihig. Die zweireihigen Stiftleisten S ist es eine zusätzliche Kühlmasse/fläche, wobei die Durchkontaktierung D während der Wellenlötung mit Zinn gefüllt werden. Zinn hat sehr gute wärmeleitende Eigenschaften und beschleunigt die Abkühlung in den Schaltpausen des wärmeabgebenden Bauelements B, insbesondere Triac. Zudem stellen die Stiftleisten S die elektrische und thermische Verbindung zwischen den Kupferlagen auf der Leiterplattenoberseite (Bestückungsseite) und -unterseite (Lötseite) her. Wie 1 bis 4 im Einzelnen aufzeigt, ist das Bohrbild/Anordnung der Durchkontaktierungen D beispielsweise u-förmig und weist im Umriss versetzte Durchkontaktierung D, d.h. zweireihig mit Versatz, auf. Durch die erfindungsgemäße dichte Anordnung (wobei Brücken auf der Leiterplattenoberfläche zwischen der Durchkontaktierungen D - auch als Schnurrbärte bezeichnet - nicht vermieden werden müssen), insbesondere in einem Raster im Bereich von 0,3mm bis 0,7mm, insbesondere von 0,5mm, und einem Durchmesser der Durchkontaktierung D von 0,2mm bis 0,5mm (Laser bzw. Bohrer), können effektiv bis zu 15 % Kupfer in die Leiterplatte eingebracht werden, woraus sich eine spezifische Wärmeleitfähigkeit der erfindungsgemäßen Leiterplatte LP in Teilflächen von $50\frac{\text{W}}{\text{mK}}$

  

  senkrecht zur Leiterplatte LP ergibt.
• Erfindungsgemäß sind die Stiftleisten S nicht unter dem wärmeabgebenden Bauelement B, insbesondere Triac, selbst angebracht, da in diesem Falle die Luft in den nicht vollständig befüllten Durchkontaktierungen D als Isolator wirken würde und somit die Wärmeableiteigenschaften verschlechtern würde.
• Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Leiterplatte LP weist folgende Verfahrensschritte auf:
1. a) Herstellung zusätzlicher Bohrungen für mindestens einer in den Kühlflächen K angeordneten Reihe von Durchkontaktierungen D)in einem Abstand von mindestens 1mm höchstens 3mm zur Umrissform des wärmeabgebenden Bauelements B und in einem Abstand von mindestens 5mm und maximal 27mm zur Leiterplattenkante,
2. b) Bekeimung des Lochs im Trägermaterial T und anschließender katalytischer Metallisierung zur Herstellung der Durchkontaktierungen D und
3. c) Verschließen der Durchkontaktierungen D mit einem wärmeleitenden Material zur Ausbildung einer Stiftleiste S aus wärmeleitenden Durchkontaktierungen D.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren können auf überraschend einfache Art und Weise die Prozessparameter an der Lötwelle so gewählt werden, dass eine 100%ige Füllung der Durchkontaktierungen D erreicht wird. Insbesondere können Leistungshalbleiter wie Halbleiterchips TO220 (diese haben in der Regel ein Halbleitergehäuse mit Kühlplatte und Bohrung für die Schraubbefestigung auf einem Kühlkörper) oder D2PAK in einem nichtisoliertem Gehäuse im SMD-Prozess Verwendung finden, welche wellenlötfest sind. Die Pins der SMD-Bauelemente B sind beim Wellenlöten vorzugsweise diagonal zur Lötrichtung ausgerichtet sein, damit sich möglichst wenige Zinnbrücken bilden. Nach dem Reflowlöten, sind die Einschlüsse in der Lötstelle des wärmeabgebenden Bauelements B kleiner als 5% des Lötstellenvolumens, wobei - um dies zu erreichen - die Lotpaste in einem speziellen Muster auf die Leiterplatte im Bereich der Kühlfläche aufgedruckt wird und die Parameter des Reflowprozesses entsprechend angepasst sind.
• Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. Insbesondere kann die Leiterplatte an den Schmalseiten mit einer dünnen Metallschicht versehen werden, welche mittels Streifenleitung mit der Kühlfläche verbunden ist und welche auch zu einer verringerten Abstrahlung elektromagnetischer Felder beitragen kann. Ferner ist die Erfindung bislang auch nicht auf die in den Patentansprüchen 1 und 6 definierten Merkmalskombinationen beschränkt, sondern kann auch durch jede beliebige andere Kombination von bestimmten Merkmalen aller insgesamt offenbarten Einzelmerkmalen definiert sein. Dies bedeutet, dass grundsätzlich praktisch jedes Einzelmerkmal der Patentansprüche 1 und 6 weggelassen bzw. durch mindestens ein an anderer Stelle der Anmeldung offenbartes Einzelmerkmal ersetzt werden kann.
• Bezugszeichenliste

B

Bauelement

D

Durchkontaktierung

K

Kühlfläche

L

Leiterbild

LP

Leiterplatte

S

Stiftleiste

T

Trägermaterial (Basismaterial z.B. FR4)

• 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 4427112 A1 [0005]
• DE 20307468 U1 [0006]
• DE 202014006215 U1 [0007]
• DE 19640435 A1 [0008]
• DE 4222838 C2 [0009]

Claims (7)

1. Leiterplattenanordnung mit einer Leiterplatte (LP), deren elektrisch isolierendes Trägermaterial (T) auf einer Bestückungsseite ein Leiterbild (L) für eine Schaltung mit elektronischen Bauelementen (B) und Anschlussmittel für elektrische Leitungen trägt und Durchkontaktierungen (D) zu einer der Bestückungsseite gegenüberliegenden Lötseite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiterplatte (LP) in der Gebrauchslage eines Gerät senkrecht in Raumrichtung eingebaut ist, dass die Leiterplatte (LP) in einem zu einem wärmeabgebenden Bauelement (B) benachbarten Bereich als Kühlflächen (K) gespiegelte Kupferpolygone auf der Bestückungsseite und auf der Lötseite aufweist, dass die beiden Kühlflächen (K) mittels mindestens einer in den Kühlflächen (K) angeordneten Reihe von Durchkontaktierungen (D) miteinander verbunden sind und dass die Durchkontaktierungen (D) mit einem wärmeleitenden Material verschlossen sind, derart, dass die so ausgebildete Stiftleiste (S) aus wärmeleitenden Durchkontaktierungen (D) den Wärmeübergangswiderstand verringert und der Wärmetransport senkrecht zur Leiterplatte (LP) verbessert ist.
2. Leiterplattenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftleiste (S) in einem Abstand von mindestens 5mm und maximal 27mm zur Leiterplattenkante angeordnet ist.
3. Leiterplattenanordnung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stiftleiste (S) in einem Abstand von mindestens 1mm höchstens 3mm zur Umrissform des wärmeabgebenden Bauelements (B) angeordnet ist.
4. Leiterplattenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere parallel zueinander und im Abstand zueinander verlaufende Stiftleisten (S) vorgesehen sind.
5. Leiterplattenanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass bedrahtete Bauelemente (B) in einem Abstand von mindestens 1mm zur Leiterplattenoberfläche angeordnet sind.
6. Verfahren zur Herstellung einer Leiterplatte (LP), deren elektrisch isolierendes Trägermaterial (T) auf einer Bestückungsseite ein Leiterbild (L) für eine Schaltung mit elektronischen Bauelementen (B) und Anschlussmittel für elektrische Leitungen trägt und Durchkontaktierungen (D) zu einer der Bestückungsseite gegenüberliegenden Lötseite zur Aufnahme bedrahteter Bauelemente (B) sowie in einem zu einem wärmeabgebenden Bauelement (B) benachbarten Bereich Kühlflächen (K) aufweist, mit den Verfahrensschritten: a) Herstellung zusätzlicher Bohrungen für mindestens einer in den Kühlflächen (K) angeordneten Reihe von Durchkontaktierungen (D) in einem Abstand von mindestens 1mm höchstens 3mm zur Umrissform des wärmeabgebenden Bauelements (B) und in einem Abstand von mindestens 5mm und maximal 27mm zur Leiterplattenkante, b) Bekeimung des Lochs im Trägermaterial (T) und anschließender katalytischer Metallisierung zur Herstellung der Durchkontaktierungen (D) und c) Verschließen der Durchkontaktierungen (D) mit einem wärmeleitenden Material zur Ausbildung einer Stiftleiste (S) aus wärmeleitenden Durchkontaktierungen (D).
7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem im Verfahrensschritt b): b1) im Anschlussbereich von SMD-Bauelementen (B) eine dickere Schicht Lötpaste als Lotpasteinsel aufgetragen wird.

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