DE1930657A1 - Circuit board - Google Patents

Circuit board

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Description

Leiterplatte Die Erfindung bezieht sich auf eine Leiterplatte zum AuSnehmen und Verbinden elektrischer Bauelemente mit mindestens einer Lage aus einer Leiterstreifenschicht, die aus abwechselnd nebeneinander angeordneten Leiterstreifen und Isolierstreifen besteht. Circuit board The invention relates to a circuit board for Picking up and connecting electrical components with at least one layer of one Conductor strip layer consisting of conductor strips arranged alternately next to one another and insulating strips.

In größeren elektronischen Anlagen werden Anlagenteile meist sa in steckbaren Flachbaugruppen zusammengefaßt, daß damit auswechselbare Funktionsgruppen entstehen, die nur verhältnismäßig wenig Schnittstellen nach außen besitzen. Dabei gilt es - bedingt durch die Fortschritte in der Halbleitertechnik und der Miniaturisierung von Bauteilen und Baugruppen -immer mehr Bauteile auf immer engerem Raum untereinander zu verbinden, um die Verbindung der einzelnen Bauelemente und Baugruppen übersichtlicher zu gestalten und eine rasche Austauschbarkeit größerer Geräteteile zu erleichtern. Zur elektrischen Verbindung der zu einer Flachbaugruppe zusammengefaßten Bauteile und Baugruppen bediente man sich bisher vorzugsweise der sogenannten gedruckten Schaltungen, bei denen die Leiterbahnkonfigurationen durch Abätzen der unerwünschten bei le aus der Metallkaschierung einer Isolierstofiplatte gewonnen werden. Der Einsatz integrierter Schaltkreise führt aber zu einer erheblichen Erhöhung der Zahl der Anschlußpunkte pro Recheneinheit und macht es erforderlich, mehrere dünne, mit Leiterbahnen versehene Isolierstoffolien zu einer Mehrlagenplatte zusammensupressen. Eine derartige Mehrlagenplatte besitzt ne-@@n den beiden außen sichtbaren Leiterbahnebenen im Inneren beispielsweise noch je eine weitere Ebene für die Betriebsspannungszufuhr, die Taktversorgung und die Masseanschlüsse. Die Durchkontaktierung der einzelnen Lagen erfolgt mittels metallisierter Bohrungen. In larger electronic systems, system parts are mostly sa in Pluggable flat modules summarized that thus interchangeable functional groups arise that have relatively few interfaces to the outside world. Included it applies - due to advances in semiconductor technology and miniaturization of components and assemblies - more and more components in ever closer space among each other to connect to the connection of the individual components and assemblies more clearly to design and to facilitate rapid interchangeability of larger parts of the device. For the electrical connection of the components combined to form a flat module and assemblies, so-called printed ones have so far been used preferably Circuits in which the conductor track configurations are caused by etching off the undesired in le can be obtained from the metal lamination of an insulating plate. The use integrated circuits leads to a considerable increase in the number of Connection points per computing unit and makes it necessary to have several thin, with conductor tracks Press the provided insulating foils together to form a multi-layer plate. Such a one The multilayer board has ne - @@ n the two externally visible conductor track levels in the Interior for example another level for the operating voltage supply, the clock supply and the ground connections. The individual layers are plated through by means of metallized holes.

Wegen der hohen Packungsdichte der Bauelemente auf einer solchen Mehrlagenplatte entsteht eine große-Wä.rmemenge, die abgeleitet werden muß, da sonst die Bauelemente zu warm werden würden. Die Wärmeabstrahlung durch die Bauelemente und Baugruppen selbst und durch die mit den Bauelementen und Baugruppen verbundenen Leiterbahnen genügt nicht mehr zur Wärmeabführ.Because of the high packing density of the components on such a multilayer board there is a large amount of heat that must be dissipated, otherwise the components would get too warm. The heat radiation through the components and assemblies itself and through the conductor tracks connected to the components and assemblies is no longer sufficient for heat dissipation.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mehrlagige Leiterplatte mit einem derartigen Aufbau anzugeben, daß die von den Bauelementen und Baugruppen erzeugte Wärme einwandfrei abgeführt werden kann. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Ableitung der in den Bauelementen entstehenden Wärme parallel zu den Leiterstreifen der Leiterstreifenschicht Wärmeleiter vorgesehen sind, die einerseits mit den Bauelementen auf der Leiterplatte, andererseits mit wärmeableitenden und wärmeabstrahlenden Flächen Kontakt haben.The invention is therefore based on the object of a multilayer printed circuit board with such a structure to indicate that the components and assemblies generated heat can be dissipated properly. This task is solved by that to dissipate the heat generated in the components parallel to the conductor strips the conductor strip layer heat conductors are provided on the one hand with the components on the circuit board, on the other hand with heat-dissipating and heat-radiating surfaces Have contact.

Diese Wärmeleiter können z.B. aus dei:iselbon Material hergestellt sein, wie die elektrischen Leiterstreifen.These heat conductors can be made of dei: iselbon material, for example be like the electrical conductor strips.

Die Kontaktierung der Bauelemente mit den Wärmeleitern kann dadurch erfolgen, daß die Bauelemente direkt auf den Wärmeleitern angeordnet sind. Es ist aber auch möglich, daß von den Bauelementen zu den Wärmeleitern eine wärmeleitende Verbindung hergestellt ist, die darin bestehen kann, daß von dem Befestigungsort der Bauelemente zu denWärmeleitern eine Bohrung führt, die mit wärmeleitenden Materialien ausgekleidet ist.The contacting of the components with the heat conductors can thereby take place that the components are arranged directly on the heat conductors. It is but also possible that from the components to the heat conductors a thermally conductive Connection is made, which may consist of that of the mounting location of the components to the heat conductors a hole leads, which is filled with thermally conductive materials is lined.

Andere Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Other developments of the invention emerge from the subclaims.

Die Erfindung soll anhand von AusfUhrungsbeispielen weiter erläutert erden. Es zeigen: Fig. 1 eine Möglichkeit der Kontaktierung der Bauelemente mit dem Wärmeleiter, Fig. 2 einen Schnitt durch die Anordnung der Fig. 1, Fig. 3 eine weitere Möglichkeit der Kontaktierung von Bauelementen mit den Wärmeleitern.The invention is to be further explained with the aid of exemplary embodiments earth. The figures show: FIG. 1 a possibility of making contact with the components the heat conductor, FIG. 2 a section through the arrangement of FIG. 1, FIG. 3 a Another possibility of contacting components with the heat conductors.

In Fig. 1 ist der prinzipielle Aufbau einer Leiterplatte dargestellt. Das Mittelteil der Leiterplatte besteht aus einer Leiterstreifenschicht 10. Die Leiterstreifenschicht 10 ist aus nebeneinander angeordneten Isolierstreifen 12 und Leiterstreifen 14 aufgebaut. In der Pig. 1 besteht das Mittelteil der Leiterplatte nur aus einer Leiterstreifenschicht. Es ist auch möglich, das Mittelteil aus mehreren übereinander angeordneten Lagen von Leiterstreifenschichten zu bilden. In Fig. 1 ist die Leiterstreifenschicht 10 nach oben durch eine Deckfolie 16 bedeckt, die auf ihrer Oberseite Leiterbahnen zur Kontaktierung und Verbindung von Bauelementen besitzt. Wenn die Deckfolie 16 auch auf ihrer Unterseite Leiterbahnen haben würde, dann müßte zwischen Deckfolie 16 und Leiterstreifenschicht 10 eine Isolierfolie eingefügt sein. Ein derartiger Aufbau ist an der Unterseite dargestellt. Hier folgt auf die Leiterstreifenschicht 10 die Isolierfolie 20 und dann die Leiterbahnen enthaltende Deckfolie 18.In Fig. 1 the basic structure of a circuit board is shown. The middle part of the circuit board consists of a conductor strip layer 10. Die Conductor strip layer 10 is composed of insulating strips 12 and 12 arranged next to one another Conductor strip 14 built up. In the pig. 1 consists of the middle part of the circuit board only from a layer of conductor strips. It is also possible to make the middle part from several to form superimposed layers of conductor strip layers. In Fig. 1 the conductor strip layer 10 is covered upwards by a cover sheet 16 which on their upper side conductor tracks for contacting and connecting components owns. If the cover sheet 16 also had conductor tracks on its underside, Then an insulating film would have to be between the cover film 16 and the conductor strip layer 10 be inserted. Such a structure is shown on the underside. Here follows on the conductor strip layer 10 containing the insulating film 20 and then the conductor tracks Cover sheet 18.

Zur Wärmeableitung werden nun parallel zu den Leiterstreifen 14 und den Isolierstreifen 12 Wärmeleiter 24 in die Leiterstreifenschicht 10 eingefüg. Diese Wärneleiter können aus demselben Material bestehen wie die Leiterstreifen 14. Zur Ableitung der in Bauelemen- ten 26 erzeugten Wärme in die Wärmeleiter 24 sind die Bauelemente 26 direkt mit den Wärmeleitern 24 verbunden. Durch Konvektion wird dann die Wärme direkt von den Bauelementen 26 in die Wärmeleiter 24 übergeführt.For heat dissipation are now parallel to the conductor strips 14 and the insulating strip 12 heat conductor 24 inserted into the conductor strip layer 10. These heat conductors can consist of the same material as the conductor strips 14. To derive the th 26 generated heat in the Thermal conductors 24, the components 26 are directly connected to the thermal conductors 24. Convection then transfers the heat directly from the components 26 into the heat conductors 24 transferred.

Von den Wärmeleitern 24 kann die Wärme direkt zu dem Gehäuse abgeleitet werden, in dem die Leiterplatten angeordnet sind. Wie dies geschehen kann, zeigt Fig.The heat can be conducted away from the heat conductors 24 directly to the housing in which the circuit boards are arranged. How this can be done shows Fig.

2. Hier ist im Schnitt eine Leiterplatte 30 dargestellt, die in Plattenführungen 32 hineingeschooen ist. In den Plattenführungen 32 sind Nuten angeordnet, in die die aus der Leiterplatte 30 herausragenden Wärmeleiter 24 hineinragen. Die Enden der Wärmeleiter 24 berühren die Nutflächen und bilden Wärmekontaktstellen 34 mit den Plattenführungen 32. Um einen einwandfreien Kontakt zu erreichen, kann z.B. in der einen Nut eine Feder angeordnet sein, durch die die Wärmeleiter 24 gegen die Wärmekontaktstellen 34 gedrückt werden.2. Here, a circuit board 30 is shown in section, which is in board guides 32 has popped into it. In the disk guides 32 grooves are arranged into which protruding from the circuit board 30 protruding heat conductors 24. The ends the heat conductor 24 touch the groove surfaces and form thermal contact points 34 with them the disk guides 32. To achieve proper contact, e.g. be arranged in one groove a tongue through which the heat conductor 24 against the thermal contact points 34 are pressed.

In Fig. 3 ist eine weitere Möglichkeit der wärmeleitenden Kontaktführung zwischen Bauelement und Wärmeleiter gezeigt. Es ist ein Schnitt durch eine Leiterplatte dargestellt. Mit 10 ist wiederum die Leiterstreifenschicht bezeichnet, die entsprechend derjenigen in Fig. 1 aufgebaut ist Auf die Leiterstreifenschicht 10 folgen auf deren Ober- und Unterseite je eine Isolierfolie 40 und je eine auf ihren Ober- und Unterseiten Leiterbahnen 44 führende Deckfolie 42. Mit 46 ist der Wärme leiter bezeichnet. Er ist ebenfalls wie in Fig 1 parallel zu den Isolierstreifen und Leiterstreifen geführt.In Fig. 3 there is another possibility of thermally conductive contact routing shown between component and heat conductor. It's a section through a circuit board shown. With 10, the conductor strip layer is again referred to, the corresponding that in Fig. 1 is constructed. The conductor strip layer 10 is followed by its An insulating film 40 each on the top and bottom and one on each of their top and bottom sides Conductor tracks 44 leading cover sheet 42. With 46, the heat conductor is referred to. He is also guided parallel to the insulating strips and conductor strips, as in FIG. 1.

Der Wärmeleiter 46 ragt jedoch über die Hohe der Leiterstreifen hinaus. Die Bauelemente 50, die auf der Leiterplattenoberseite angeordnet sind, können s.B. über Kontakte 54 elektrisch mit den Leiterbahnen 44 verbunden sein. Das Bauelement 50 ist außerdem über einen wärmeleitenden Stoff 51 und eine wärmeleitende Kontaktierung 52 mit dem Wärmeleiter 46 gut wärmeleitend verbunden. :bie- se wärmeleitende Verbindung wird dadurch hergestellt, daß unter dem Bauelement 50 eine Bohrung bis zu dem Wärmeleiter 46 führt, die dann mit einem wärmeleitenden Material ausgekleidet ist. Die Bohrung kann zudem mit dem wärmeleitenden Stoff ausgefüllt werden. Der Wärmeleiter 46 führt die Wärme zu Wärmekühlflächen 55 ab. Dazu ist der Wärmeleiter 46 durch eine mit einem wärmeleitenden Material ausgekleidete Bohrung mit der Wärmekühlfläche 55 verbunden. Die Wärmekühlfläche 55 kann z.Be zusammen mit den elektrischen Leiterbahnen teiltleise die Unterseite der Leiterplatte bedecken; es ist aber auch möglich, die ganze Rückseite einer Leiterplatte als Wärmekühifläche zu benutzen, Bei der erfindungsgemäßen Anordnung kann die von den Bauelementen erzeugte Wärme gleichmäßig auf die außenliegenden meiterbahnen, die Oberflächen der Bauelemente und über die Wärmeleiter auf besondere Kühlflächen durch Konvektion übertragen werden. Es kann somit die gesamte Plattenoberfläche oder das Gehäuse, in dem die Beiterplatten angeordnet sind, zur Wärmeabstrahlung und Wärmeabführung benutzt werden. Dadurch ist auch bei hoher Packungsdichte der Bauelemente ein einwandfreies Funktionieren der Bauelemente möglich 6 Patentansprüche 3 FigurenThe heat conductor 46, however, protrudes beyond the height of the conductor strips. The components 50, which are arranged on the upper side of the printed circuit board, can s.B. be electrically connected to the conductor tracks 44 via contacts 54. The component 50 is also via a thermally conductive material 51 and a thermally conductive contact 52 connected to the heat conductor 46 with good thermal conductivity. : bie- se thermally conductive Connection is made in that under the component 50 a hole to leads to the heat conductor 46, which is then lined with a thermally conductive material is. The hole can also be filled with the thermally conductive material. Of the Heat conductor 46 conducts the heat to heat cooling surfaces 55. To do this is the heat conductor 46 through a bore lined with a thermally conductive material with the heat-cooling surface 55 connected. The heat cooling surface 55 can, for example, together with the electrical conductor tracks partially cover the underside of the circuit board; but it is also possible to use the to use the entire back of a circuit board as a heat-cooling surface, in the case of the invention Arrangement can distribute the heat generated by the components evenly to the external ones meiterbahnen, the surfaces of the components and over the heat conductors on special Cooling surfaces are transferred by convection. It can therefore cover the entire plate surface or the housing in which the printed circuit boards are arranged for heat dissipation and heat dissipation can be used. This means that the Components a proper functioning of the components possible 6 claims 3 figures

Claims (1)

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Leiterplatte zum Aufnehmen und Verbinden elektrischer Bauelemente mit mindestens einer Lage aus einer Beiterstreifenschicht, die aus abwechselnd nebeneinander angeordneten Leiterstreifen und Isolierstreifen besteht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum Ableiten der in den Bauelementen entstehenden Wärme paralleu zu den Leiterstreifen (14) Wärmeleiter (24, 26) vorgesehen sind, die einerseits mit den Bauelementen auf der Leiterplatte, andererseits mit wärmeableitenden und wärmeabstrahlenden Flächen Kontakt haben0 2. Leiterplatte- nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Wärmeleiter (24,26) aus demselben Material bestehen wie die elektrischen Leiterstreifen (14) 3. Leiterplatte nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n æ e i c h n e t, daß die Bauelementegehäuse direkt auf den Wärmeleitern (24) angeordnet sind. P a t e n t a n t a n t r ü c h e 1. Circuit board for receiving and connecting electrical components with at least one layer of a strip of paper, the alternating juxtaposed conductor strips and insulating strips exists, that it is possible to derive the in the Components generated heat paralleu to the conductor strips (14) heat conductor (24, 26) are provided, which on the one hand with the components on the circuit board, on the other hand, have contact with heat-dissipating and heat-radiating surfaces0 2. Printed circuit board according to claim 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the heat conductors (24, 26) consist of the same material as the electrical conductor strips (14) 3. Printed circuit board according to claim 1 or 2, d a d u r c h g e k e n n æ e i c h n e t that the component housings are arranged directly on the heat conductors (24). 4. Leiterplatte nach Anspruch 3, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß die Enden der Wärmeleiter (24) aus den Leiterplatten herausragen und in Nuten von Leiterplattenführungen (32) so hineinragen, daß sie mit den Nutflächen der Leiterplattenführungen (32) Kontakt haben. 4. Circuit board according to claim 3, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t that the ends of the heat conductors (24) protrude from the circuit boards and protrude into grooves of printed circuit board guides (32) so that they are aligned with the groove surfaces the circuit board guides (32) are in contact. 5. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, be; der die äußeren Lagen aus Deckfolien bestehen, die ein- oder beidseitig mit Leiterbahnen versehen sind, d a d u r c h g e k e n n £ e i c n -n e t, daß durch Herstellung einer wärmeleitenden Verbindung zwischen Bauelementen und Wärmeleiter (46) unter jedem Bauelement bis zu dem Wärmeleiter (46) eine Bohrung vorgesehen ist, die mit wärmeleitendem Material ausgekleidet ist. 5. Circuit board according to one of the preceding claims, be; the the outer layers consist of cover foils with conductor tracks on one or both sides are provided, d a d u r c h e k e n n £ e i c n -n e t that by manufacture a thermally conductive connection between components and heat conductor (46) each Component up to the heat conductor (46) is provided with a hole that is thermally conductive Material is lined. 6. Leiterplatte nach Anspruch 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß als wärmeabstrahlende Fläche auf einer der äußeren Lagen angebrachten Flächen vorgesehen sind, die mit den Wärmeleitern (46) durch mit wärmeleitendem Material ausgekleidete Bohrungen verbunden sind.6. Circuit board according to claim 5, d a d u r c h g ek e n n z e i c n e t that attached as a heat-radiating surface on one of the outer layers Areas are provided, which with the heat conductors (46) through with thermally conductive Material lined holes are connected. L e e r s e i t eL e r s e i t e
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE2536957A1 (en) * 1975-08-20 1977-02-24 Philips Patentverwaltung ELECTRONIC COMPONENT
DE2739528A1 (en) * 1977-09-02 1979-03-15 Celette Gmbh Straightening jig for damaged vehicle bodies - has hollow base beam with two hinged beams providing relative movement by hydraulic cylinder

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