DE102017129311A1 - Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus und Aufbau aus Leiterplatte und Kühlkörper hierzu - Google Patents
Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus und Aufbau aus Leiterplatte und Kühlkörper hierzu Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017129311A1 DE102017129311A1 DE102017129311.6A DE102017129311A DE102017129311A1 DE 102017129311 A1 DE102017129311 A1 DE 102017129311A1 DE 102017129311 A DE102017129311 A DE 102017129311A DE 102017129311 A1 DE102017129311 A1 DE 102017129311A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- base plate
- heat sink
- circuit board
- cooling
- printed circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
- H05K1/0203—Cooling of mounted components
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
- H05K3/0061—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
- F21S41/19—Attachment of light sources or lamp holders
- F21S41/192—Details of lamp holders, terminals or connectors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
- F21S45/40—Cooling of lighting devices
- F21S45/47—Passive cooling, e.g. using fins, thermal conductive elements or openings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
- F21S45/40—Cooling of lighting devices
- F21S45/49—Attachment of the cooling means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
- H05K3/0044—Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
- H05K3/303—Surface mounted components, e.g. affixing before soldering, aligning means, spacing means
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/46—Manufacturing multilayer circuits
- H05K3/4644—Manufacturing multilayer circuits by building the multilayer layer by layer, i.e. build-up multilayer circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
- H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
- H05K7/20845—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating for automotive electronic casings
- H05K7/20854—Heat transfer by conduction from internal heat source to heat radiating structure
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
- H05K1/0203—Cooling of mounted components
- H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/03—Use of materials for the substrate
- H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/03—Conductive materials
- H05K2201/0332—Structure of the conductor
- H05K2201/0364—Conductor shape
- H05K2201/0382—Continuously deformed conductors
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/06—Thermal details
- H05K2201/066—Heatsink mounted on the surface of the PCB
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/09—Shape and layout
- H05K2201/09009—Substrate related
- H05K2201/09054—Raised area or protrusion of metal substrate
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10007—Types of components
- H05K2201/10106—Light emitting diode [LED]
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
- H05K2201/10431—Details of mounted components
- H05K2201/10598—Means for fastening a component, a casing or a heat sink whereby a pressure is exerted on the component towards the PCB
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
- H05K2201/20—Details of printed circuits not provided for in H05K2201/01 - H05K2201/10
- H05K2201/2072—Anchoring, i.e. one structure gripping into another
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
- H05K3/0097—Processing two or more printed circuits simultaneously, e.g. made from a common substrate, or temporarily stacked circuit boards
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
- Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus (100) und einen solchen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau (100), insbesondere zur Anordnung in einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen einer Basisplatte (10); Beschichten einer Trägerseite (11) der Basisplatte (10) mit einer Isolationsschicht (12) und/oder mit einem Lötstopplack (13); Bestücken der Trägersete (11) mit wenigstens einer elektronischen Komponente (14) und Anbringen von Kühlrippenkörpern (15) auf einer der Trägerseite (11) gegenüberliegenden Kühlseite (16) der Basisplatte (10).
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus und einen solchen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau, insbesondere zur Anordnung in einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere für einen Hauptscheinwerfer eines Fahrzeugs.
- STAND DER TECHNIK
- Beispielsweise offenbart die
DE 10 2010 016 534 B4 einen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau, wobei auf der Leiterplatte eine Leuchtdiode aufgebracht ist, die mit dem Kühlkörper entwärmt werden soll. Die Leiterplatte, die die Leuchtdiode trägt, wird mit einer Wärmeleitschicht und einer Folie an dem Kühlkörper angeordnet, wobei die Folie insbesondere zur Isolation des metallischen Kühlkörpers eine Wärmeübergangsbarriere darstellt, sodass der Effekt der Entwärmung der Leuchtdiode durch den Kühlkörper gemindert wird. - Aus der
DE 10 2012 211 143 A1 ist ein weiterer Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau bekannt. Eine Leiterplatte dient als Trägerkörper zur Aufnahme von elektronischen Komponenten und zugehörigen Leiterbahnen. Die elektronischen Komponenten und die Leiterbahnen sind auf einer Trägerseite aufgebracht. Auf der gegenüberliegenden Seite der Basisplatte wird ein separater Kühlkörper angeordnet, der einen quaderförmigen Grundbereich aufweist, der an dem Kühlkörper angebracht ist. Der quaderförmige Grundbereich weist eine Planfläche auf, die mit einer Kühlseite der Basisplatte plan in Anlage gebracht wird. Jedoch ergibt sich auch durch den Übergang von der Leiterplatte in die Anlageseite des Kühlkörpers eine Wärmeübergangsbarriere, durch die der Effekt der Entwärmung der elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte ebenfalls reduziert wird. - Schließlich offenbart die
DE 10 2013 226 972 A1 einen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau mit einer Leiterplatte, die sich in unmittelbarer Anordnung auf einem Kühlkörper befindet, der aus Kunststoff hergestellt ist und der an die flexible Leiterplatte in einem Spritzgusswerkzeug angespritzt wird. Ein derartiger Aufbau ist jedoch für Anwendungen in Beleuchtungseinrichtungen von Fahrzeugen nicht tauglich, da in einer Beleuchtungseinrichtung Leuchtdioden zum Einsatz kommen, die eine erheblich größere Wärmeentwicklung aufweisen, die ein solch flexibler Kühlkörper nicht mehr abzuführen vermag. Jedoch wird durch die Leiterplatte in direkter Anordnung auf dem Kühlkörper ein besonders guter Wärmeübergang erreicht, und der Aufbau ist dadurch ermöglicht, dass der Kunststoff-Kühlkörper isolierend wirkt und die Leiterbahnen unmittelbar auf der Trägerseite des Kunststoffkörpers aufgebracht werden können. - OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
- Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus, sowie die Schaffung eines solchen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus bei dem eine besonders effektive Entwärmung der elektronischen Komponenten, insbesondere Halbleiter-Leuchtmittel, ermöglicht wird, wobei der Kühlkörper auch wenigstens einen Kühlrippenkörper aufweisen soll. Insbesondere soll die Möglichkeit gegeben werden, dass der Kühlkörper aus einem metallischen Werkstoff hergestellt werden kann.
- Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus gemäß Anspruch 1 und ausgehend von einem solchen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau gemäß Anspruch 10 mit den jeweils kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
- Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass das Verfahren zur Herstellung des Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus wenigstens die folgenden Schritte aufweist: Bereitstellen einer Basisplatte, Beschichten einer Trägerseite der Basisplatte mit einer Isolationsschicht und/oder mit einem Lötstopplack zum Bestücken der Trägerseite mit wenigstens einer elektronischen Komponente und Anbringen von Kühlrippenkörpern an einer der Trägerseite gegenüberliegenden Kühlseite der Basisplatte.
- Kerngedanke der Erfindung ist die simultane Nutzung der Basisplatte sowohl als Teil des Kühlkörper als auch als Trägerplatte für Leiterbahnen und die elektronischen Komponenten, wie diese bekannt sind von Leiterplatten, die Aluminium- oder Kupfersubstrate umfassen, auf denen auf der Trägerseite die Isolationsschicht und/oder der Lötstopplack und wenigstens eine elektronische Komponente aufgebracht sind. Die Idee der Erfindung besteht insbesondere darin, auf derselben Basisplatte eine Kühlseite vorzusehen, an der wenigstens ein Kühlrippenkörper angebracht wird. Im Ergebnis reduziert sich die Anzahl von Wärmeübergängen, da kein Wärmeübergang mehr notwendig ist von einer Leiterplatte, beispielsweise auch umfassend ein Kupfer- oder Aluminiumsubstrat, an einem Kühlkörper, da die Basisplatte der Leiterplatte selbst bereits die Grundplatte des Kühlkörpers bildet. Die Erfindung sieht damit insofern eine bauliche Verschmelzung von sogenannten IMS-PCBa's (Insulated Metal Substrate-Printed Circuit Board, assembled) mit der Basisplatte eines beispielsweise metallischen Kühlkörpers vor. Die Entwärmung der elektronischen Komponenten durch den Kühlkörper wird dadurch wesentlich effizienter ermöglicht.
- Vorteilhafterweise werden die Kühlrippenkörper zur Anbringung an die Basisplatte auf der Kühlseite unter Erzeugung von Nietverbindungen angenietet. Das Anbringen von Kühlrippenkörpern nach dem Aufbringen der die Leiterplatte bindenden Bestandteile, also die Isolationsschicht und/oder der Lötstopplack und die wenigstens eine elektronische Komponente, ermöglichen vor dem Anbringen der Kühlrippenkörper die Bereitstellung eines Verbundes aus der Basisplatte mit den aufgebrachten Komponenten als Flächenverbund. Die Bereitstellung kann damit ähnlich erfolgen wie die Bereitstellung eines Insulated-Metal-Substrates, wobei die Dicke der Basisplatte entsprechend größer gewählt werden kann, um den Kühleffekt zu erzielen und um ein sicheres Anbringen der Kühlrippenkörper zu ermöglichen. Durch das Vorsehen von Nietverbindungen wird im Verbindungsprozess keine Wärme in die Basisplatte eingeleitet, wie dies beispielsweise beim Anschweißen oder Anlöten der Fall wäre. Das Annieten der Kühlrippenkörper an die Kühlseite der Basisplatte und damit gegenüberliegend der Trägerseite kann so vorgenommen werden, dass die Nietverbindungen in einem Nietbereich erzeugt werden, die nicht mit dem Bereich zusammenfallen, in dem beispielsweise elektronische Komponenten und Leiterbahnen auf der Trägerseite der Basisplatte aufgebracht sind.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Erzeugung der Nietverbindungen auf der Trägerseite die Isolationsschicht und/oder der Lötstopplack lokal entfernt werden, um damit Nietbereiche zu erzeugen. Da die Basisplatte zunächst als durchgehender Flächenkörper insbesondere im Verbund eines Nutzens bereitgestellt wird, kann in dem erzeugen Nietbereich mit einem Durchsetzstanzen eine Anzahl von Durchsetzbereichen unter Erzeugung von Vorsprüngen auf der Kühlseite der Basisplatte geschaffen werden. Diese Vorsprünge auf der Kühlseite ermöglichen die spätere Anbringung der Kühlrippenkörper durch Nietverbindungen. Die Vorsprünge bilden dabei das Niet selbst, sodass kein weiteres Einzelteil bereitgestellt werden muss, und der Wärmeübergang in die Verbindung kann im einheitlichen Werkstoff der Basisplatte kontinuierlich erfolgen.
- Die Nietverbindungen werden mit besonderem Vorteil durch ein axiales Anstauchen der Vorsprünge entgegen der Durchsetzrichtung erzeugt, wobei mit einem Anordnen der Kühlrippenkörper an die Kühlseite der Basisplatte die Vorsprünge zuvor durch Öffnungen in ausgebildeten Fußbereichen der Kühlrippenkörper durchgeführt werden. Die Fußbereiche können auf einfache Weise abgewinkelte Bereiche der Kühlrippenkörper sein, die flächig an die Kühlseite der Basisplatte angelegt werden. Sind in den Fußbereichen Öffnungen vorgesehen, die mit den Vorsprüngen in der Basisplatte übereinstimmen, so kann der Kühlrippenkörper so angebracht werden, dass die Vorsprünge durch die Öffnungen hindurch ragen und durch ein Anstauchen des Endbereiches der Vorsprünge wird die Verbindung hergestellt.
- Mit besonderem Vorteil wird die Basisplatte aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Aluminiumwerkstoff bereitgestellt und/oder es ist vorgesehen, dass die Basisplatte eine Dicke von wenigstens 1 mm bis 5 mm und/oder von 2 mm bis 4 mm und/oder von 3 mm aufweist. Es hat sich herausgestellt, dass für typische Beleuchtungsanwendungen in Scheinwerfern von Fahrzeugen Leuchtmittel eingesetzt werden, die zu kühlende elektronische Komponenten bilden, und eine Dicke der Basisplatte von 3 mm ist dabei als vorteilhaft anzusehen. Insbesondere ist der Aluminiumwerkstoff vorteilhaft, wobei auch ein Kupferwerkstoff als Werkstoff für die Basisplatte vorteilhaft ist.
- Auf besondere Weise können mehrere Basisplatten in einem Nutzen im Verbund bereitgestellt werden, wobei die Basisplatten aus dem Nutzen nach dem lokalen Entfernen der Isolationsschicht und/oder des Lötstopplackes von der Trägerseite und/oder nach dem Bestücken der Trägerseiten mit der wenigstens einen elektronischen Komponente herausgelöst werden. Die Einbindung der Basisplatte im Nutzen wird dabei möglichst lange aufrechterhalten, um die Handhabung mehrerer Basisplatten zu vereinfachen, wobei insbesondere das Erzeugen der Nietbereiche mittels eines Tieffräsens auf der Trägerseite erzeugt wird, während die Basisplatte sich noch im Verbund des Nutzens befindet. Dadurch kann die Isolationsschicht und/oder der Lötstopplack lokal entfernt werden. Auch das Aufbringen von Leiterbahnen und elektronischen Komponenten kann auf die Basisplatten im Verbund im Nutzen vorgenommen werden.
- Die Erfindung richtet sich weiterhin auf einen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau mit einem Kühlkörper und mit einer Leiterplatte, wobei eine Basisplatte eine Trägerseite aufweist, auf der eine Isolationsschicht und/oder ein Lötstopplack und wenigstens eine elektronische Komponente angeordnet sind und wobei die Basisplatte eine Kühlseite aufweist, auf der Kühlrippenkörper angeordnet sind. Die weiteren Merkmale, die mit den zugeordneten Vorteilen in Verbindung mit dem Verfahren offenbart sind, finden für den erfindungsgemäßen Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau ebenfalls Berücksichtigung.
- Figurenliste
- Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Nutzens, umfassend mehrere Basisplatten, -
2 eine SchnittansichtA-A gemäß1 , -
3 eine perspektivische Ansicht eines Nutzens mit mehreren Basisplatten, an denen bereits weitere Arbeitsschritte vorgenommen wurden, -
4 eine QuerschnittsansichtB-B gemäß3 , -
5 eine vereinzelte Basisplatte in einer perspektivischen Ansicht, -
6 eine QuerschnittsansichtC-C gemäß5 , -
7 eine Detailansicht eines Nietbereiches der Basisplatte mit einem erzeugten Vorsprung auf einer Kühlseite, -
8 eine Ansicht der Basisplatte mit den Nietbereichen, in denen mehrere Nietverbindungen vorbereitet sind, -
9 eine Detailansicht der Basisplatte mit oberseitig aufgebrachter Leiterplatte und unterseitig angeordnetem Kühlrippenkörper und einer fertiggestellten Nietverbindung zur Verbindung des Kühlrippenkörpers mit der Basisplatte und -
10 eine perspektivische Ansicht eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus mit einer Leiterplatte und mit einem Kühlkörper. -
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Nutzens5 , der beispielhaft sechs Basisplatten10 aufnimmt. Die Basisplatten10 dienen als Grundplatte für einen Kühlkörper und zugleich als Trägersubstrat einer Leiterplatte zur Aufbringung eines entsprechenden Aufbaus auf einer Trägerseite11 , die nach oben weisend dargestellt ist. -
2 zeigt eine Querschnittsansicht gemäß dem QuerschnittsverlaufA-A, wie in1 gezeigt. Die Basisplatte10 weist eine Trägerseite11 auf, auf der eine Isolationsschicht12 und ein Lötstopplack13 aufgebracht sind. Auf der Trägerseite11 befinden sich weiterhin Leiterbahnen23 , die unter Entfernung des Lötstopplackes13 auf der Isolationsschicht12 aufliegen. -
3 zeigt eine weitere perspektivische Ansicht der mehreren Basisplatten10 im Verbund des Nutzens5 , wobei seitlich zur Anordnung der elektronischen Komponenten14 auf der Trägerseite11 Nietbereiche18 erzeugt wurden. Die Nietbereiche18 wurden durch ein Tieffräsen der Trägerseite11 erzeugt, wodurch wenigstens die Isolationsschicht und der Lötstopplack entfernt wurden, wie4 im Querschnitt zeigt. -
4 zeigt eine Querschnittsansicht gemäß des QuerschnittsverlaufsB-B , und es ist auf der Trägerseite11 der Basisplatte10 der Nietbereich18 dargestellt, in dem die Isolationsschicht12 und der Lötstopplack13 entfernt wurden. Das Entfernen der Beschichtungen auf der Trägerseite11 erfolgt durch Tieffräsungen, wobei bereits die Leiterbahnen23 und beispielhaft eine elektronische Komponente14 auf der Trägerseite11 aufgebracht sind. -
5 zeigt eine vereinzelte Basisplatte10 mit den erfolgten Verfahrensschritten gemäß den vorangegangenen Figuren, sodass die Nietbereiche18 durch die Tieffräsungen erzeugt wurden, in denen die Isolationsschicht12 und der Lötstopplack entfernt wurden, und wobei auf der Trägerseite11 bereits die Leiterbahn23 und die elektronische Komponenten14 aufgebracht sind. -
6 zeigt eine Detailansicht des SchnittesC-C gemäß5 . Analog zu4 ist der Nietbereich18 dargestellt, in dem die Isolationsschicht12 und der Lötstopplack13 auf der Trägerseite11 der Basisplatte10 entfernt wurden. Die Leiterbahn23 und die elektronische Komponente14 sind bereits auf der Trägerseite11 aufgebracht. Dabei befindet sich die Basisplatte10 , wie5 zeigt, in einem vereinzelten Zustand, um einem nachfolgenden Prozess zugeführt zu werden. -
7 zeigt weiterführend zur6 die Basisplatte10 mit dem Nietbereich18 , in dem die Isolationsschicht12 und der Lötstopplack13 entfernt sind, wobei bereits die Leiterbahnen23 und die elektronische Komponente14 aufgebracht sind. Im Nietbereich18 ist ein Durchsetzstanzen vorgenommen worden, dass in einer Durchsetzrichtung20 ausgeführt wurde. Dadurch entsteht auf der Kühlseite16 der Basisplatte10 ein Vorsprung19 , der zur späteren Erzeugung einer Nietverbindung dienen kann. Um das Durchsetzdrücken in der Durchsetzrichtung20 zu ermöglichen, ohne dabei die Isolationsschicht12 und den Lötstopplack13 zu beeinflussen, wurden die Nietbereiche18 mit den Tieffräsungen hergestellt. -
8 zeigt eine perspektivische Ansicht der Basisplatte10 mit auf der Trägerseite11 aufgebrachten Leiterbahnen23 und elektronischen Komponenten14 sowie die Nietbereiche18 , in denen die mehreren Nietverbindungen17 vorbereitet sind. Durch das Durchdrücken entstehen auf der Unterseite die Vorsprünge19 , sodass auf der Trägerseite11 entsprechende Vertiefungen gebildet werden. Die Nietbereiche18 sind dadurch erkennbar, dass die Isolationsschicht12 und der Lötstopplack13 entfernt wurden, wobei nicht ausgeschlossen werden muss, dass auch die Dicke der beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer bestehenden Basisplatte10 in den Nietbereichen18 durch die Tieffräsungen leicht reduziert ist. -
9 zeigt eine Detailansicht der Basisplatte10 mit den auf der Trägerseite11 aufgebrachten Leiterbahnen23 und den elektronischen Komponenten14 , sowie mit der Isolationsschicht12 und dem Lötstopplack13 , die im Nietbereich18 entfernt sind. Der Vorsprung19 ist entgegen der in7 dargestellten Durchsetzrichtung angestaucht worden, nachdem der Vorsprung19 durch eine Öffnung21 in einem Fußbereich22 eines Kühlrippenkörpers hindurchgeführt wurde. Der Fußbereich22 ist ein abgewinkelter Bereich des lamellenartigen Kühlrippenkörpers15 , der senkrecht von der Kühlseite16 abragt. Damit kann der Fußbereich22 über seine Breite plan an der Kühlseite16 der Basisplatte10 anliegen. Durch die erzeugte Nietverbindung17 , die mehrfach vorgenommen werden kann und lediglich einmal dargestellt ist, wird eine feste und wärmeleitende Verbindung zwischen der Basisplatte10 und dem Kühlrippenkörper15 geschaffen. Der Aufbau zeigt nunmehr einen Kühlkörper2 und eine Leiterplatte3 mit den auf der Trägerseite11 aufgebrachten Komponenten und auf der gegenüberliegenden Seite16 weist dieselbe Basisplatte10 die Kühlrippenkörper15 auf. - Dieser Aufbau ist in
10 noch einmal perspektivisch dargestellt, sodass sich ein Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau100 mit einer einzigen, insbesondere metallischen Basisplatte10 , ergibt. Der Kühlkörper2 besteht dabei aus der Basisplatte10 und den Kühlrippenkörpern15 , und die Leiterplatte3 weist ebenfalls die Basisplatte10 und wenigstens die Leiterbahnen23 und die elektronischen Komponenten14 auf. In den Nietbereichen18 sind die mehreren Nietverbindungen17 hergestellt, die die elektrische Funktion der auf der Leiterplatte angeordneten elektronischen Komponenten14 nicht weiter stören. - Im Ergebnis ergibt sich ein Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau
100 mit elektronischen Komponenten14 , die direkt oder über ihre Leiterbahnen23 unmittelbar auf der Isolationsschicht12 der insbesondere metallischen Basisplatte10 aufgebracht sind. Da die Kühlrippenkörper15 unmittelbar an derselben Basisplatte10 angeordnet sind, ergeben sich minimale Wärmeübergangsbarrieren von der zu entwärmenden elektronischen Komponente14 bis in den Kühlrippenkörper15 hinein. - Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten, räumliche Anordnungen und Verfahrensschritte, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.
- Bezugszeichenliste
-
- 100
- Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau
- 2
- Kühlkörper
- 3
- Leiterplatte
- 5
- Nutzen
- 10
- Basisplatte
- 11
- Trägerseite
- 12
- Isolationsschicht
- 13
- Lötstopplack
- 14
- elektronische Komponente
- 15
- Kühlrippenkörper
- 16
- Kühlseite
- 17
- Nietverbindung
- 18
- Nietbereich
- 19
- Vorsprung
- 20
- Durchsetzrichtung
- 21
- Öffnung
- 22
- Fußbereich
- 23
- Leiterbahn
- 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 102010016534 B4 [0002]
- DE 102012211143 A1 [0003]
- DE 102013226972 A1 [0004]
Claims (10)
- Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus (100), insbesondere zur Anordnung in einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs, wobei das Verfahren wenigstens die folgenden Schritte aufweist: - Bereitstellen einer Basisplatte (10), - Beschichten einer Trägerseite (11) der Basisplatte (10) mit einer Isolationsschicht (12) und/oder mit einem Lötstopplack (13), - Bestücken der Trägerseite (11) mit wenigstens einer elektronischen Komponente (14), - Anbringen von Kühlrippenkörpern (15) auf einer der Trägerseite (11) gegenüberliegenden Kühlseite (16) der Basisplatte (10).
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlrippenkörper (15) zur Anbringung an der Basisplatte (10) auf die Kühlseite (16) unter Erzeugung von Nietverbindungen (17) aufgenietet werden. - Verfahren nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Nietverbindungen (17) auf der Trägerseite (11) die Isolationsschicht (12) und/oder der Lötstopplack (13) auf der Trägerseite (11) lokal entfernt wird, um Nietbereiche (18) zu erzeugen. - Verfahren nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erzeugen der Nietbereiche (18) mittels einem Durchsetzstanzen Durchsetzbereiche unter Erzeugung von Vorsprüngen (19) auf der Kühlseite (16) der Basisplatte (10) geschaffen werden. - Verfahren nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass die Nietverbindungen (17) durch ein axiales Anstauchen der Vorsprünge (19) entgegen einer Durchsetzrichtung (20) erzeugt werden, wobei mit einem Anordnen der Kühlrippenkörper (15) an die Kühlseite (16) der Basisplatte (10) die Vorsprünge (19) zuvor durch Öffnungen (21) in ausgebildeten Fußbereichen (22) der Kühlrippenkörper (15) hindurchgeführt wurden. - Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (10) aus einem metallischen Werkstoff und/oder aus einem Aluminiumwerkstoff bereitgestellt wird und/oder dass die Basisplatte (10) eine Dicke von wenigstens 1 mm bis 5mm und/oder von 2mm bis 4mm und/oder von 3mm aufweist.
- Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (10) im Verbund mit weiteren Basisplatte (10) in einem Nutzen (5) bereitgestellt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (10) aus dem Nutzen (5) nach dem lokalen Entfernen der Isolationsschicht (12) und/oder des Lötstopplackes (13) von der Trägerseite (11) und/oder nach dem Bestücken der Trägerseite (11) mit wenigstens einer elektronischen Komponente (14) herausgelöst wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 3 bis8 , dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen der Nietbereiche (18) mittels einem Tieffräsen auf der Trägerseite (11) erzeugt wird, wodurch wenigstens die Isolationsschicht (12) und/oder der Lötstopplack (13) lokal entfernt werden. - Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbau (100) mit einem Kühlkörper (2) und mit einer Leiterplatte (3), dadurch gekennzeichnet, dass eine Basisplatte (10) eine Trägerseite (11) aufweist, auf der eine Isolationsschicht (12) und/oder ein Lötstopplack (13) und wenigstens eine elektronische Komponente (14) angeordnet sind und wobei die Basisplatte (10) eine Kühlseite (16) aufweist, auf der Kühlrippenkörper (15) angeordnet sind.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017129311.6A DE102017129311A1 (de) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus und Aufbau aus Leiterplatte und Kühlkörper hierzu |
CN201880078757.9A CN111466159B (zh) | 2017-12-08 | 2018-12-04 | 用于制造电路板-散热体结构的方法以及对此的包括电路板和散热体的结构 |
PCT/EP2018/083417 WO2019110549A1 (de) | 2017-12-08 | 2018-12-04 | Verfahren zur herstellung eines leiterplatten-kühlkörper-aufbaus und aufbau aus leiterplatte und kühlkörper hierzu |
US16/895,784 US11240905B2 (en) | 2017-12-08 | 2020-06-08 | Method for producing a printed circuit board-cooling body structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017129311.6A DE102017129311A1 (de) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus und Aufbau aus Leiterplatte und Kühlkörper hierzu |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017129311A1 true DE102017129311A1 (de) | 2019-06-13 |
Family
ID=64606992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017129311.6A Pending DE102017129311A1 (de) | 2017-12-08 | 2017-12-08 | Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus und Aufbau aus Leiterplatte und Kühlkörper hierzu |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11240905B2 (de) |
CN (1) | CN111466159B (de) |
DE (1) | DE102017129311A1 (de) |
WO (1) | WO2019110549A1 (de) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012211143A1 (de) | 2012-06-28 | 2014-01-23 | Osram Gmbh | Träger für elektrisches bauelement mit wärmeleitkörper |
DE102010016534B4 (de) | 2009-05-01 | 2015-06-18 | Abl Ip Holding Llc | Leuchteinrichtung mit mehreren, in einem Kühlkörper angeordneten Leuchteinheiten |
DE102013226972A1 (de) | 2013-12-20 | 2015-07-09 | Zumtobel Lighting Gmbh | Flexible Leiterplatte mit Kühlkörper |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4215360A (en) * | 1978-11-09 | 1980-07-29 | General Motors Corporation | Power semiconductor device assembly having a lead frame with interlock members |
JP2000150736A (ja) * | 1998-11-13 | 2000-05-30 | Shinko Electric Ind Co Ltd | 半導体モジュール用放熱板および半導体モジュール |
JP4284636B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2009-06-24 | 富士電機ホールディングス株式会社 | 金属基板 |
ATE513454T1 (de) * | 2002-08-29 | 2011-07-15 | Asetronics Ag | Verfahren zur bearbeitung und herstellung von leiterplatten sowie leiterplatte |
EP1890343A4 (de) * | 2005-06-07 | 2014-04-23 | Fujikura Ltd | Substrat zur leuchtbauelementanbringung, leuchtbauelementmodul, beleuchtungseinrichtung, anzeige und verkehrssignaleinrichtung |
JP2006344690A (ja) * | 2005-06-07 | 2006-12-21 | Fujikura Ltd | 発光素子実装用ホーロー基板、発光素子モジュール、照明装置、表示装置及び交通信号機 |
DE202007002940U1 (de) * | 2007-02-28 | 2007-04-26 | Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH | Elektronisches Bauteil und elektrischer Schaltungsträger |
CN101226976B (zh) * | 2007-10-09 | 2012-01-04 | 番禺得意精密电子工业有限公司 | 发光二极管装置及其定位结构 |
JP2011091088A (ja) * | 2009-10-20 | 2011-05-06 | Yaskawa Electric Corp | 発熱体の放熱構造、および該放熱構造を用いた半導体装置 |
KR101077378B1 (ko) * | 2010-06-23 | 2011-10-26 | 삼성전기주식회사 | 방열기판 및 그 제조방법 |
FR3045829B1 (fr) * | 2015-12-18 | 2017-12-29 | Continental Automotive France | Procede de controle de l'assemblage par rivetage d'un circuit imprime |
-
2017
- 2017-12-08 DE DE102017129311.6A patent/DE102017129311A1/de active Pending
-
2018
- 2018-12-04 WO PCT/EP2018/083417 patent/WO2019110549A1/de active Application Filing
- 2018-12-04 CN CN201880078757.9A patent/CN111466159B/zh active Active
-
2020
- 2020-06-08 US US16/895,784 patent/US11240905B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010016534B4 (de) | 2009-05-01 | 2015-06-18 | Abl Ip Holding Llc | Leuchteinrichtung mit mehreren, in einem Kühlkörper angeordneten Leuchteinheiten |
DE102012211143A1 (de) | 2012-06-28 | 2014-01-23 | Osram Gmbh | Träger für elektrisches bauelement mit wärmeleitkörper |
DE102013226972A1 (de) | 2013-12-20 | 2015-07-09 | Zumtobel Lighting Gmbh | Flexible Leiterplatte mit Kühlkörper |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN111466159A (zh) | 2020-07-28 |
US20200305271A1 (en) | 2020-09-24 |
US11240905B2 (en) | 2022-02-01 |
CN111466159B (zh) | 2023-07-25 |
WO2019110549A1 (de) | 2019-06-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112015004024B4 (de) | Schaltungsbaugruppe und elektrischer Verteiler | |
DE102007003809B4 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung und Leuchtdiodenanordnung mit einer Mehrzahl von kettenförmig angeordneten LED-Modulen | |
EP3320760B1 (de) | Leiterplatte sowie verfahren zur herstellung einer leiterplatte | |
DE102008000842A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer elektronischen Baugruppe | |
DE10014804A1 (de) | Leuchtenmodul | |
EP3095307B1 (de) | Leiterplatte, schaltung und verfahren zur herstellung einer schaltung | |
DE112016004646T5 (de) | Elektrischer verteilerkasten | |
DE102014213490C5 (de) | Kühlvorrichtung, Verfahren zur Herstellung einer Kühlvorrichtung und Leistungsschaltung | |
EP3233345B1 (de) | Verfahren zur voidreduktion in lötstellen | |
DE102014218389B4 (de) | Halbleitermodul | |
DE102014010373A1 (de) | Elektronisches Modul für ein Kraftfahrzeug | |
DE102018215672A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Leiterplattenanordnung und Leiterplattenanordnung | |
DE102006009812B4 (de) | Montageanordnung für mehrere Leistungshalbleiter und Schaltung mit einer solchen Montageanordnung | |
DE102014206606A1 (de) | Verfahren zum Montieren eines elektrischen Bauelements auf einem Substrat | |
DE102017129311A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Leiterplatten-Kühlkörper-Aufbaus und Aufbau aus Leiterplatte und Kühlkörper hierzu | |
DE102004016847A1 (de) | Leuchtdiodenanordnung und Verfahren zum Herstellen einer Leuchtdiodenanordnung | |
EP0751562B1 (de) | Wärmeleite-Befestigung eines elektronischen Leistungsbauelementes auf einer Leiterplatte mit Kühlblech | |
WO2018158061A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer elektrischen baugruppe | |
DE102018217659B4 (de) | Anordnung und Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen zwei Substraten | |
DE102019113021A1 (de) | Elektronikkomponente für ein Fahrzeug mit verbesserter elektrischer Kontaktierung eines Halbleiterbauelements sowie Herstellungsverfahren | |
DE102020100742A1 (de) | Leiterplatte, Lichtmodul, Beleuchtungseinrichtung und Kraftfahrzeug | |
DE102022113815A1 (de) | Lichtquellenmodul für eine Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs | |
EP3764754B1 (de) | Verfahren zum herstellen einer schaltungsträgerplatte und schaltungsträgerplatte | |
EP3503694B1 (de) | Verfahren zum herstellen einer wärmeleitenden verbindung zwischen einem leistungsbauteil und einer metallischen schicht eines schaltungsträgers | |
EP3267501A1 (de) | Bestückung von thermisch hochleitfähigen bauteilen zur wärmespreizung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R083 | Amendment of/additions to inventor(s) |