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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Patentschrift offenbart eine Technik, die eine Schaltungsanordnung betrifft.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Weithin bekannt ist eine Technik, bei der eine Leiterplatte und ein Wärmeabführelement mit einer Isolierschicht dazwischen übereinander gelagert werden. Bei der Leiterplatine aus der
JP 2015-156463A werden Leitungen zur elektrischen Verbindung und Leitungen zur Wärmeabfuhr über eine Klebeschicht auf einer Seite einer Polyimidschicht ausgebildet, wobei eine Wärmeabführplatte über eine Klebeschicht auf die andere Seite der Polyimidschicht geschichtet ist. Mit den Leitungen zur Wärmeabfuhr verbundene Durchgangsleitungen sind in Durchgangslöchern ausgebildet, die in der Polyimidschicht und einer der Klebeschichten ausgebildet sind. Die Leitungen zur elektrischen Verbindung und die Leitungen zur Wärmeabfuhr sind in einem selektiv freiliegenden Zustand selektiv durch eine Isolierschicht bedeckt. Als Ergebnis besteht zwischen den Leitungen zur elektrischen Verbindung und der Wärmeabführplatte aufgrund der Klebeschicht und der Polyimidschicht elektrische Isolation und thermische Leitfähigkeit.
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JP 2015-156463A ist ein Beispiel für eine verwandte Technik.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Bei der Ausgestaltung gemäß
JP2015- 156463A besteht das Problem, dass es nicht einfach ist, Arbeiten (Nacharbeiten) wie ein Abziehen der Klebeschicht von einer Komponente zwecks Ersatz der Komponente durchzuführen, da alle Bereiche der Leitungen zur elektrischen Verbindung und der Leitungen zur Wärmeabfuhr sowie alle Bereiche der Wärmeabführplatte an der Klebeschicht kleben.
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Die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Technik entstand angesichts der vorstehenden Lage, und ihr liegt als Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsanordnung bereitzustellen, die ein Nacharbeiten vereinfacht und dabei die elektrische Isolation und die Wärmeabfuhr zwischen einer Leiterplatte und einem Wärmeabführelement aufrechterhält.
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Eine in der vorliegenden Beschreibung offenbarte Schaltungsanordnung umfasst eine wärmeerzeugende Komponente; eine Leiterplatte, welche einen Leitungsweg aufweist und an welcher die wärmeerzeugende Komponente montiert ist; ein Wärmeabführelement, welches der Leiterplatte zugewandt angeordnet ist; einen Isolierfilm, welcher in einem Bereich, der von der wärmeerzeugenden Komponente überlagert wird, zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement angeordnet ist; einen klebenden oder haftenden ersten Wärmeleitabschnitt, welcher zwischen der Leiterplatte und dem Isolierfilm angeordnet ist und in flächigem Kontakt mit der Leiterplatte und dem Isolierfilm ist; einen klebenden oder haftenden zweiten Wärmeleitabschnitt, welcher zwischen dem Isolierfilm und dem Wärmeabführelement angeordnet ist und sich in flächigem Kontakt mit dem Isolierfilm und dem Wärmeabführelement befindet; und ein Fixiermittel, welches die Leiterplatte und das Wärmeabführelement zusammen fixiert, wobei zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement in einem Bereich, in welchem der Isolierfilm nicht angeordnet ist, eine Luftschicht ausgebildet ist.
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Ein in der vorliegenden Beschreibung offenbartes Verfahren zum Herstellen einer Schaltungsanordnung umfasst einen ersten Auftrageschritt, in welchem bei einer Leiterplatte mit einem Leitungsweg ein klebender oder haftender erster Wärmeleitabschnitt auf einen Bereich aufgetragen wird, der von der wärmeerzeugenden Komponente überlagert wird; einen zweiten Auftrageschritt, in welchem ein klebender oder haftender zweiter Wärmeleitabschnitt auf ein Wärmeabführelement aufgetragen wird, das der Leiterplatte zugewandt angeordnet wird; einen Anbringschritt, in welchem der Isolierfilm mit dem ersten Wärmeleitabschnitt oder dem zweiten Wärmeleitabschnitt verklebt wird; einen Stapelschritt, in welchem die Leiterplatte und das Wärmeabführelement übereinander gelagert werden, die Leiterplatte, der Isolierfilm und das Wärmeabführelement gestapelt werden und zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement in mindestens einem Bereich, in dem der Isolierfilm nicht angeordnet ist, eine Luftschicht ausgebildet wird; und einen Fixierschritt, in welchem die Leiterplatte und das Wärmeabführelement durch Fixiermittel zusammen fixiert werden.
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Gemäß der vorstehenden Ausgestaltung kann die Wärme einer wärmeerzeugenden Komponente durch das Wärmeabführelement über die Leiterplatte, den ersten Wärmeleitabschnitt, den Isolierfilm und den zweiten Wärmeleitabschnitt abgeführt werden. Auch kann durch einen Bereich, der mit einer Luftschicht eingerichtet ist, und einen Bereich, der mit dem Isolierfilm zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement eingerichtet ist, die Isolation zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement aufrechterhalten werden. Ferner können Nacharbeiten vereinfacht werden, da durch Ausbilden einer Luftschicht zwischen der Leiterplatte und einem Wärmeabführelement der Bereich des Wärmeleitabschnitts verkleinert werden kann. Was die Verschlechterung der Klebekraft durch das Ausbilden einer Luftschicht zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement betrifft, so können hier die Leiterplatte und die Wärmeabführeinheit durch die Fixiermittel sicher fixiert werden. Als Ergebnis können Nacharbeiten einfach durchgeführt werden und dabei die Isolations- und Leiteigenschaften zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement aufrechterhalten werden. Auch können Herstellungskosten reduziert werden, da man aufgrund der Ausbildung einer Luftschicht zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement die Menge eines thermisch leitenden Materials verringern kann, das mit dem ersten Wärmeleitabschnitt und dem zweiten Wärmeleitabschnitt verwendet wird.
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Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Technik der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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Die wärmeerzeugende Komponente kann eine Komponente mit niedriger Wärmeentwicklung und eine Komponente mit hoher Wärmeentwicklung umfassen, die mehr Wärme entwickelt als die Komponente mit niedriger Wärmeentwicklung; der Isolierfilm kann in einem Bereich angeordnet sein, der von der Komponente mit hoher Wärmeentwicklung überlappt wird; und die Luftschicht kann in einem Bereich ausgebildet sein, der von der Komponente mit niedriger Wärmeentwicklung überlappt wird. Die Isolation zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement kann somit mit einer einfachen Ausgestaltung aufrechterhalten werden.
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In einem Bereich auf der Leiterplattenseite des Wärmeabführelements, in dem der Isolierfilm nicht angeordnet ist, kann ein vertiefter Abschnitt ausgebildet sein. Somit kann die Isolation verstärkt werden, da die Dicke der Luftschicht zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement durch den vertieften Abschnitt des Wärmeabführelements vergrößert werden kann.
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Der erste Wärmeleitabschnitt und/oder der zweite Wärmeleitabschnitt kann aus einem thermischen Fett hergestellt sein. Verglichen mit einem Fall, bei dem als erster Wärmeleitabschnitt und zweiter Wärmeleitabschnitt ein Kleber verwendet wird, können Teile wie eine Leiterplatte oder ein Wärmeabführelement somit einfach entfernt werden.
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Der Isolierfilm kann einen Kontaktabschnitt aufweisen, der sich in Kontakt mit dem ersten Wärmeleitabschnitt und dem zweiten Wärmeleitabschnitt befindet, und kann ferner einen überstehenden Abschnitt aufweisen, der nach außerhalb des ersten Wärmeleitabschnitts und des zweiten Wärmeleitabschnitts übersteht. Die Isolation zwischen der Leiterplatte und dem Wärmeabführelement kann somit durch den überstehenden Abschnitt des Isolierfilms erhöht werden.
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Gemäß der Technik der vorliegenden Beschreibung können Nacharbeiten einfach durchgeführt werden, und dabei können die elektrische Isolation und die Wärmeabführeigenschaften zwischen einer Leiterplatte und einem Wärmeabführelement aufrechterhalten werden.
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Figurenliste
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- 1 ist eine Draufsicht, die die Schaltungsanordnung gemäß einer Ausführungsform zeigt.
- 2 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A aus 1.
- 3 ist eine Rückansicht einer Leiterplatte.
- 4 ist eine Draufsicht, die ein Wärmeabführelement zeigt.
- 5 ist ein Diagramm, das den Zustand zeigt, in welchem ein thermisch leitendes Material auf eine Rückseite einer Leiterplatte aufgetragen ist.
- 6 ist ein Diagramm, das den Zustand zeigt, in welchem ein thermisch leitendes Material auf eine Oberseite eines Wärmeabführelements aufgetragen ist und von einem Isolierfilm überlagert wird.
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AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Ausführungsform
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Eine Schaltungsanordnung 10 der vorliegenden Ausführungsform kann zum Beispiel in einem Fahrzeug, wie etwa einem Elektroauto oder einem Hybridauto, bereitgestellt sein und kann zum Beispiel in dem Stromversorgungspfad angeordnet sein, der von einer elektrischen Stromquelle zu einer Last wie etwa einem Motor eines Hybridfahrzeugs führt. Die Schaltungsanordnung 10 kann im Fahrzeug beliebig ausgerichtet bereitgestellt sein. In der folgenden Beschreibung weist jedoch die X-Richtung in 1 und 2 nach vorne, die Y-Richtung nach links und die Z-Richtung nach oben.
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Die Schaltungsanordnung 10 umfasst, wie in 2 gezeigt ist, wärmeerzeugende Komponenten 11, eine Leiterplatte 20, an welcher die wärmeerzeugenden Komponenten 11 montiert sind, ein Wärmeabführelement 30, welches der Leiterplatte 20 zugewandt jenseits einer Lücke angeordnet ist, einen Isolierfilm 40, welcher zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 angeordnet ist, Wärmeleitabschnitte 41 und 42, welche jeweils von dem Isolierfilm 40 überlagert werden, und Schrauben 45 (ein Beispiel für ein „Fixiermittel“) auf, welche die Leiterplatte 20 und das Wärmeabführelement 30 zusammen fixieren.
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Die wärmeerzeugenden Komponenten 11 umfassen elektronische Komponenten, welche Wärme erzeugen, wenn ein Strom durch sie hindurch fließt, und sie umfassen, wie in 3 gezeigt ist, Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung und Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung, die mehr Wärme entwickeln als die Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung. Bei den Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung kann es sich zum Beispiel um Kondensatoren handeln. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung oberflächenmontierte FETs (Feldeffekttransistoren). Die Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung weisen einen Hauptteil 12 mit einer kastenförmigen Packung und mehrere Anschlussbeine 13 auf. Die mehreren Anschlussbeine 13 sind zum Beispiel auf einer unteren Oberfläche und einer seitlichen Oberfläche des Hauptteils 12 bereitgestellt.
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Die Leiterplatte 20 weist ungefähr die Form einer rechteckigen Platte auf, und weist sowohl auf der oberen als auch der unteren Seite einer isolierenden Platte, die aus einem isolierenden Material hergestellt ist, mittels Leiterplattendrucktechnik ausgebildete Leitungswege 21A und 21B auf, die aus einem leitfähigen Material, wie etwa einer Kupferfolie, hergestellt sind. Die Leitungswege 21A und 21B sind über ein Durchgangsloch (nicht gezeigt) elektrisch verbunden, das durch die isolierende Platte hindurch verläuft. An der Umfangskante des isolierenden Substrats sind mehrere Einführlöcher 22 ausgebildet, durch welche die Schafte der Schrauben 45 eingeführt werden können.
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Das Wärmeabführelement 30 ist aus thermisch sehr gut leitenden Metallen wie etwa Aluminium oder einer Aluminiumlegierung mit hoher thermischer Leitfähigkeit hergestellt und weist, wie in 2 gezeigt ist, an seiner Unterseite mehrere Wärmeabführrippen 35 auf, die kammförmig ausgerichtet sind. Wie in 2 und 4 gezeigt ist, weist die Oberseite des Wärmeabführelements 30 einen ebenen Abschnitt 31 mit großer Dicke und einen vertieften Abschnitt 32 auf, dessen Oberfläche unterhalb des ebenen Abschnitts 31 herabgesetzt ist. Der ebene Abschnitt 31 ist in einem L-förmigen Bereich angeordnet, welcher vom den auf der Leiterplatte 20 montierten Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung überlagert wird, und der vertiefte Abschnitt 32 ist in einem Bereich angeordnet, welcher von den auf der Leiterplatte 20 montierten Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung überlagert wird. Erhabene Abschnitte 33, welche einen Sockel bilden, auf dem die Leiterplatte 20 ruht, ragen aus der oberen Oberfläche des Wärmeabführelements 30 nach oben hervor. Die erhabenen Abschnitte 33 sind in der Nähe der Umfangskante auf der oberen Oberfläche des Wärmeabführelements 30 angeordnet, und zwischen der unteren Oberfläche der Leiterplatte 20 und der oberen Oberfläche 4 des Wärmeabführelements 30 wird eine vorausbestimmte Lücke aufrechterhalten, da der Außenumfangsabschnitt der Leiterplatte 20 derart auf den erhabenen Abschnitten platziert ist, dass die erhabenen Abschnitte 33 die Leiterplatte 20 tragen. In den erhabenen Abschnitten 33 ist ein Schraubenloch 34 ausgebildet, in welches eine Schraube von oben hineingeschraubt werden kann.
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Der Isolierfilm 40 ist dünn, flexibel und kann zum Beispiel ein isolierender Polyamid-Kunststofffilm sein. Der Isolierfilm 40 ist in einem Bereich (einem projizierten Bereich) angeordnet, der die auf der Leiterplatte 20 montierten Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung überlagert, und umfasst einen Kontaktabschnitt 40A, der mit beiden Wärmeleiteinheiten 41 und 42 in Kontakt steht, und einen überstehenden Abschnitt 40B, der über die Wärmeleiteinheiten 41 und 42 übersteht, jedoch nicht in Kontakt mit den Wärmeleiteinheiten 41 und 42 kommt. In der vorliegenden Ausführungsform bedeckt der Isolierfilm 40 einen L-förmigen Bereich. Hier bildet sich, wie in 2 gezeigt ist, in einem Bereich zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30, in welchem der Isolierfilm 40 nicht angeordnet ist, eine Luftschicht AL. Die Luftschicht AL breitet sich im gesamten Raum zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 (dem Bereich von der Kante des Isolierfilms 40 bis zum erhabenen Abschnitt 33) aus, in welchem der Isolierfilm 40 nicht angeordnet ist. Die Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung, welche eine große Höhe aufweisen und auf einer Rückseite der Leiterplatte 20 montiert sind, sind in einem Raum der Luftschicht AL oberhalb des vertieften Abschnitts 32 des Wärmeabführelements 30 angeordnet.
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Die Wärmeleitabschnitte 41 und 42 sind aus einem thermisch leitenden Material mit hoher thermischer Leitfähigkeit hergestellt und es kann ein isolierender Kleber oder Klebstoff hergestellt werden, wie zum Beispiel ein Wärmeleitfett wie Silikonfett, ein klebendes Wärmeleitfett, dessen Klebeigenschaften durch Zusatz von Additiv zu Wärmeleitfett verbessert sind, oder auch ein Epoxidkleber. Das thermisch leitende Material kann ein Material sein, das bei Zimmertemperatur härtet, oder ein Material, das bei Wärmezufuhr härtet. Wie in 3 und 4 gezeigt ist, sind die Wärmeleitabschnitte 41 und 42 derart angeordnet, dass sie die Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung überlagern. Der erste Wärmeleitabschnitt 41 ist mit der Unterseite der Leiterplatte 20 und der Oberseite des Isolierfilms 40 verklebt, und der zweite Wärmeleitabschnitt ist mit der Unterseite des Isolierfilms 40 und der Oberseite des Wärmeabführelements 30 verklebt.
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Wie in 2 gezeigt ist, weisen die Schrauben 45 einen Kopfabschnitt und einen Schaftabschnitt auf, und sie befestigen und fixieren die Leiterplatte 20 und das Wärmeabführelement 30. Dadurch können - anders als bei einer Ausgestaltung, bei welcher die Wärmeleitabschnitte 41 und 42 überall zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 bereitgestellt sind - die Schrauben 45 die Leiterplatte 20 und das Wärmeabführelement 30 selbst dann sicher zusammen fixieren, wenn die Befestigungskraft der Wärmeleitabschnitte 41 und 42 zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 aufgrund der Anwesenheit der Luftschicht AL degradiert.
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Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Verteilers beschrieben.
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Die wärmeerzeugenden Komponenten 11 werden durch Aufschmelzlöten oder dergleichen auf der Leiterplatte 20 montiert. Als Nächstes wird, wie in 5 gezeigt ist, das thermisch leitende Material 41A- etwa ein thermisches Fett - derart aufgetragen, dass es durch die Bereiche tritt, in denen die wärmeerzeugenden Komponenten 11 auf der Rückseite der Leiterplatte 20 angeordnet sind (erster Auftrageschritt). Außerdem wird, wie in 6 gezeigt ist, das thermisch leitende Material 42A - etwa ein thermisches Fett - derart aufgetragen, dass es durch die Bereiche tritt, in denen die wärmeerzeugenden Komponenten 11 auf der Oberseite des Wärmeabführelements 30 angeordnet sind (zweiter Auftrageschritt).
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Als Nächstes wird der Isolierfilm 40 den Bereich überlagernd angebracht, in welchem das thermisch leitende Material 42A auf der Oberseite des Wärmeabführelements 30 aufgetragen wurde (Anbringschritt). Es sei darauf hingewiesen, dass der Isolierfilm 40 auch in einem Bereich angebracht werden kann, in welchem das thermisch leitende Material 41A auf der Rückseite der Leiterplatte 20 angebracht ist.
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Dann werden die Leiterplatte 20 und das Wärmeabführelement 30 einander zugewandt angeordnet, und die Leiterplatte 20, der erste Wärmeleitabschnitt 41, der Isolierfilm 40, der zweite Wärmeleitabschnitt 42 und das Wärmeabführelement 30 werden aufeinander gestapelt (Stapelschritt). Als Nächstes werden die Leiterplatte 20 und das Wärmeabführelement 30 verschraubt und durch die Schrauben 45 zusammen fixiert (siehe 2; Fixierschritt). Dabei werden die thermisch leitenden Materialien 41A und 42A gequetscht und sie werden zu den Wärmeleitabschnitten 41 und 42, welche in einem Bereich ausgebreitet sind, der alle Bereiche umfasst, die von den Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung überlagert werden. Die Schaltungsanordnung 10 ist somit ausgebildet. Eine Abdeckung C wird auf die Schaltungsanordnung 10 platziert. Dann wird die Abdeckung C durch Schrauben und dergleichen an der Schaltungsanordnung 10 fixiert, um einen elektrischen Verteiler auszubilden. Der elektrische Verteiler wird dann in einem Fahrzeug installiert.
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Nachstehend werden Effekte und Wirkungen beschrieben, die durch die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erzielt werden.
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Die Schaltungsanordnung 10 umfasst die wärmeerzeugenden Komponenten 11, die Leiterplatte 20 mit den Leitungswegen 21A und 21B, an welcher die wärmeerzeugenden Komponenten 11 montiert sind, das Wärmeabführelement 30, welches der Leiterplatte 20 zugewandt angeordnet ist, den Isolierfilm 40, welcher zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 in einem Bereich angeordnet ist, der von den wärmeerzeugenden Komponenten 11 überlagert wird, den klebenden oder haftenden ersten Wärmeleitabschnitt 41, welcher in flächigem Kontakt mit der Leiterplatte 20 und dem Isolierfilm 40 ist und zwischen der Leiterplatte 20 und dem Isolierfilm 40 angeordnet ist, den klebenden oder haftenden zweiten Wärmeleitabschnitt 42, welcher in flächigem Kontakt mit dem Isolierfilm 40 und dem Wärmeabführelement 30 ist und zwischen dem Isolierfilm 40 und dem Wärmeabführelement 30 angeordnet ist, und Schrauben 45 (Fixiermittel), welche die Leiterplatte 20 an dem Wärmeabführelement 30 fixieren, und in einem Bereich, in welchem der Isolierfilm 40 nicht angeordnet ist, ist zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 einer Luftschicht AL angeordnet.
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Wenn zum Beispiel bei der Montage nur ein festes Band oder eine Folie als isolierendes und wärmeabführendes Material zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 verwendet wird, dann schwankt aufgrund von Herstellungsabweichungen zwischen den Komponenten der Abstand zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30, und es besteht die Sorge, dass dies Lötstellen auf der Leiterplatte 20 belasten könnte. Wenn hingegen bei der Montage nur ein Flüssigkleber oder thermisches Fett verwendet wird, bringt dies Vorteile dahingehend, dass der thermische Widerstand verringert ist und die Wärmeabfuhr verbessert ist, da die Herstellungsabweichungen ausgeglichen werden können, Belastungen der Leiterplatte 20 verringert werden können und ein besseres Anhaften an der Leiterplatte 20 möglich ist. Es besteht dann jedoch die Sorge, dass die elektrische Isolation nicht sichergestellt ist, da Hohlräume oder Fremdkörper eingeschlossen sein können und der Abstand aufgrund von Herstellungsabweichungen nicht ausreichend sein kann.
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Im Gegensatz dazu kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Wärme der wärmeerzeugenden Komponente 11 über die Leiterplatte 20, den ersten Wärmeleitabschnitt 41, den Isolierfilm 40 und den zweiten Wärmeleitabschnitt 42 von dem Wärmeabführelement 30 abgeführt werden. Außerdem können Wärmeleitabschnitte 41 und 42, die zum Zeitpunkt der Montage flüssig sind, und ein Isolierfilm 40, der zum Zeitpunkt der Montage fest ist, verwendet werden, damit Belastungen der Leiterplatte 20 verringert werden und gleichzeitig die elektrische Isolation sichergestellt ist.
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Auch kann aufgrund des Bereichs, in welchem die Luftschicht AL bereitgestellt ist, und des Bereichs, in welchem der Isolierfilm 40 zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 angeordnet ist, die Isolation zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 aufrechterhalten werden. Ferner ist es durch das Ausbilden der Luftschicht AL zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 möglich, Nacharbeiten einfach durchzuführen, da der Bereich der Wärmeleitabschnitte 41 und 42 kleiner ausgeführt sein kann. Was die geringere Befestigungskraft aufgrund des Ausbildens der Luftschicht AL zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 betrifft, so kann die Leiterplatte 20 mit den Schrauben 45 an dem Wärmeabführelement 30 fixiert werden. Dadurch können Nacharbeiten einfach durchgeführt werden und dabei die elektrische Isolation und die Wärmeabfuhr zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 aufrechterhalten werden. Es ist außerdem möglich, Herstellungskosten zu verringern, da sich aufgrund der Ausbildung der Luftschicht AL zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 auf einfache Weise die verwendete Menge des thermisch leitenden Materials reduzieren lässt.
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Außerdem umfassen die wärmeerzeugenden Komponenten 11 Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung und Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung, die mehr Wärme entwickeln als die Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung. Darüber hinaus ist der Isolierfilm 40 in einem Bereich angeordnet, der von den Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung überlagert wird, und die Luftschicht AL ist in einem Bereich angeordnet, der von den Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung überlagert wird.
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Die Isolation zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 kann somit mit einer einfachen Ausgestaltung aufrechterhalten werden.
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Außerdem ist der vertiefte Abschnitt 32 in einem Bereich des Wärmeabführelements 30 ausgebildet, in welchem auf der Seite, die der Leiterplatte 20 zugewandt ist, der Isolierfilm 40 nicht angeordnet ist.
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Es ist somit möglich, die Isolation zu verbessern, da es mit dem vertieften Abschnitt 32 des Wärmeabführelements 30 möglich ist, die Dicke der Luftschicht AL zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 zu erhöhen.
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Außerdem ist der erste Wärmeleitabschnitt 41 und/oder der zweite Wärmeleitabschnitt 42 aus einem thermischen Fett hergestellt. Das Entfernen der Leiterplatte 20, des Wärmeabführelements 30 oder dergleichen wird somit einfacher als bei einem Fall, bei welchem ein Kleber als der erste Wärmeleitabschnitt 41 oder der zweite Wärmeleitabschnitt 42 verwendet wird.
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Außerdem weist der Isolierfilm 40 einen Kontaktabschnitt 40A, der sich in Kontakt mit dem ersten Wärmeleitabschnitt 41 und dem zweiten Wärmeleitabschnitt 42 befindet, und einen überstehenden Abschnitt 40B auf, der nach außerhalb des ersten Wärmeleitabschnitts 41 und des zweiten Wärmeleitabschnitts 42 übersteht. Die Isolation zwischen der Leiterplatte 20 und dem Wärmeabführelement 30 kann durch den überstehenden Abschnitt 40B des Isolierfilms 40 erhöht werden.
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WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die in dieser Beschreibung offenbarte Technik ist nicht auf die anhand der vorstehenden Beschreibung und der Figuren beschriebene Ausführungsform beschränkt. Es sind auch die folgenden Ausführungsformen in dem technischen Umfang enthalten, der in der vorliegenden Patentschrift offenbart ist. (1) Der Isolierfilm 40 kann auch einen Zusatzstoff enthalten; zum Beispiel kann seine thermische Leitfähigkeit durch Verwendung eines isolierenden Polyimid-Kunststofffilms mit einem wärmeleitenden Füllstoff erhöht sein.
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(2) Als Komponenten 11B mit hoher Wärmeentwicklung wurden FETs genannt, es besteht jedoch keine Einschränkung darauf. Es kann sich zum Beispiel auch um mechanische Relais, Widerstände, Spulen oder dergleichen handeln. Auch sind die Komponenten 11A mit niedriger Wärmeentwicklung nicht auf Kondensatoren beschränkt; es kann sich auch um andere elektrische Komponenten handeln.
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(3) Die Leiterplatte 20 ist mit den auf beiden Seiten einer isolierenden Leiterplatte ausgebildeten Leitungswegen 21A und 21B eingerichtet, sie kann jedoch auch nur auf einer Fläche mit einem Leitungsweg eingerichtet sein oder unter Verwendung einer Mehrschicht-Leiterplatte mit mehreren Leitungswegen eingerichtet sein. Auch kann die Leiterplatte mit Stromschienen eingerichtet sein, die auf einem isolierenden Substrat gestapelt sind, auf dem ein Leitungsweg ausgebildet ist. Die Stromschienen können durch Stanzen eines Blechs aus Kupfer oder einer Kupferlegierung in die Form eines Leitungswegs mittels einer Presse ausgebildet sein, und sie können in verschiedenen Bereichen der gleichen Ebene durch Lücken beabstandet angeordnet sein.
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(4) Die Schrauben 45 werden als Fixiermittel zum Befestigen der Leiterplatte 20 an dem Wärmeabführelement 30 verwendet, es besteht jedoch keine Einschränkung hierauf. Die Leiterplatte 20 und das Wärmeabführelement 30 können zum Beispiel mit verrastenden Haken als Fixiermittel zusammengehalten sein oder durch die elastische Kraft von Klammern oder dergleichen gehalten sein.
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(5) Die Wärmeleitabschnitte 41 und 42 sind nicht auf thermisch leitende Materialien, die elektrisch isolieren, eingeschränkt.
(6) Die wärmeerzeugenden Komponenten 11 werden vor der Montage der Leiterplatte 20 und des Wärmeabführelements 30 auf der Leiterplatte 20 montiert. Es besteht jedoch keine Einschränkung hierauf, und die wärmeerzeugende Komponente 11 kann auch nach erfolgter Montage der Leiterplatte 20 und des Wärmeabführelements 30 auf der Leiterplatte 20 montiert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Schaltungsanordnung
- 11A (11)
- Komponente mit niedriger Wärmeentwicklung
- 11B (11)
- Komponente mit hoher Wärmeentwicklung
- 20
- Leiterplatte
- 21A, 21B
- Leitungswege
- 22
- Durchgangsloch
- 30
- Wärmeabführelement
- 31
- flacher Abschnitt
- 32
- vertiefter Abschnitt
- 33
- erhabener Abschnitt
- 40
- Isolierfilm
- 40A
- Kontaktabschnitt
- 40B
- überstehender Abschnitt
- 41
- erster Wärmeleitabschnitt
- 42
- zweiter Wärmeleitabschnitt
- 45
- Schraube (Fixiermittel)
- AL
- Luftschicht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015156463 A [0002, 0003, 0004]
