DE19624475A1 - Vorrichtung zum Temperieren elektronischer Bauteile - Google Patents
Vorrichtung zum Temperieren elektronischer BauteileInfo
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- 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
- H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
- H05K7/20436—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
- H05K7/20445—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
- H05K7/20454—Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff with a conformable or flexible structure compensating for irregularities, e.g. cushion bags, thermal paste
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Temperieren elektronischer
Bauteile, die auf einem in einem Gehäuse eingebauten Träger sitzen.
Es ist in diesem Zusammenhang bekannt, den Träger im Bereich der Bauteile mit
einem Kissenelement aus einem elektrisch isolierenden, elastisch nachgiebigen
Material zu versehen, das zusätzlich allein oder in Verbindung mit einer separaten
Drückeinrichtung den Wärmekontakt mit den Bauteilen herstellt. Es ist dabei nicht
vorgesehen, den Träger in einem Gehäuse einzubauen (vgl. DE 41 11 247 C2).
Es ist ferner bekannt, elektronische Bauteile mit Hilfe einer Paste mit guter
Wärmeleitfähigkeit zu temperieren, wobei die Paste auf eine Kunststoffolie
gegossen wird. Diese ist in einem vorbereitenden Arbeitsgang als Umhüllung für
die Bauteile und ihren Träger aufgebracht und dabei ist eine wärmeleitende
Verbindung durch Evakuieren der Umhüllung hergestellt worden. Anschließend
wird eine Metallplatte zur Bildung eines Kühlkörpers auf die Paste aufgebracht (vgl.
EP 0485308 B1). Dieses Verfahren ist aufwendig und für eine Großserienfertigung
nur bedingt geeignet. Ist es erforderlich, den Träger in einem Gehäuse
anzuordnen, so ergibt sich dadurch auch ein hohes Gewicht durch die dabei
verwendete Metallplatte, die im Bereich der Trägerwand anzuordnen ist. Hinzu
kommt das Problem der Wärmeleitung zwischen der Metallplatte und der
Gehäusewand.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die sich durch einen geringen Herstellungsaufwand bei
gleichzeitig gutem Wirkungsgrad auszeichnet.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des
Patentanspruchs 1.
Der Körper kann außerhalb des Trägers und des Gehäuses vorbereitet werden
und während des Einbaus des Trägers zwischen diesem und der Gehäusewand
angeordnet werden. Hierzu ist keine gesonderte Befestigung erforderlich. Bei
entsprechender konstruktiver Gestaltung wird der Körper durch die und mit Hilfe
der Fixierungseinrichtungen des Trägers im Gehäuse ebenfalls fixiert. Eine
besondere Anpassung der Form des Körpers an die jeweiligen Gegebenheiten ist
nur insoweit erforderlich, als beispielsweise die Flächenausdehnung und die Höhe
des Körpers an den jeweiligen Einsatzzweck anzupassen sind. Es kann dabei mit
weitgehend standardisierten Teilen gearbeitet werden. Durch die dadurch mögliche
Großserienproduktion ergibt sich eine geringe Kostenbelastung. Bedingt durch den
sich natürlicherweise ergebenden luftdichten Abschluß bzw. die luftdichte
Verbindung zwischen dem Gehäuse und dem Körper bzw. dem Körper und dem
Träger ergeben sich gute Wärmeleiteigenschaften. Die Vorrichtung ermöglicht es
dadurch, elektronische Bauteile in thermisch hochbelasteten Umgebungen
einzusetzen.
Weitere konstruktive Ausgestaltungen, die den Nutzen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung noch weiter erhöhen, sind Gegenstand der Patentansprüche 1 bis 5.
Die Verwendung von Polyurethan als elastische Umhüllung verringert die
Fertigungskosten weitgehend. Da Polyurethan-Folien hinsichtlich ihrer elastischen
Eigenschaften hinreichend untersucht sind, ergibt sich damit eine besonders
vorteilhafte Möglichkeit, beispielsweise die Stärke der Umhüllung an die
auftretenden mechanischen Belastungen anzupassen.
Die Verwendung eines Thermogel führt bei niedriger Gewichtsbelastung zu einer
guten wärmeleitenden Verbindung zwischen den elektronischen Bauteilen, dem
Träger und der Gehäusewand.
So ist es nicht erforderlich, die Form des Trägers an den Aufbau und die
Anordnung der elektronischen Bauteile auf dem Träger anzupassen. Werden
innerhalb des Körpers Öffnungen vorgesehen, in die hervorstehende Bauteile auf
den Träger eingreifen, so ergibt sich dabei die Möglichkeit, den Körper an seinem
Einsatzort zu fixieren. Dadurch wird auch bei hoher mechanischer Belastung eine
gleichbleibende Funktionsfähigkeit des Körpers erzielt.
Schließlich kann das Material zumindest abschnittsweise elektrisch leitend und mit
Elektroden versehen sein. Entsprechend den thermoelektrischen Eigenschaften des
Materials ist es damit möglich, das Material auch zur Temperierung im Sinne einer
Erwärmung der Bauteile einzusetzen. Dadurch ergibt sich auch die Möglichkeit, mit
Hilfe des Körpers den elektronischen Bauteilen Wärme zuzuführen. Die Bauteile
können dann auch bei Außentemperaturen eingesetzt werden, bei denen
ansonsten ihre Funktionsfähigkeit nicht gewährleistet ist. Mit Hilfe der Elektroden
und des elektrisch leitenden Materials können die Bauteile vor ihrer
Inbetriebnahme auf die erforderliche Mindesttemperatur gebracht werden.
Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter verdeutlicht. Die einzige Figur zeigt
ausschnittsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Temperieren
elektronischer Bauteile.
Die Bauteile sitzen auf einer ausschnittsweise gezeigten Leiterplatte 1 und sind als
Verbraucher 2 bezeichnet. Die Leiterplatte sitzt innerhalb eines Gehäuses, das
ebenfalls ausschnittsweise dargestellt ist und dessen Ausschnitt als Kühlfläche 3
bezeichnet ist.
Zwischen der aus Leiterplatte 1 und Verbraucher 2 bestehenden Baueinheit und
der Kühlfläche 3 befindet sich ein Körper 6, der die Funktion eines Kühlkissens
übernimmt und der im wesentlichen aus einem elastischen Hüllenmaterial 4 sowie
einer darin eingeschlossenen wärmeleitenden Paste 5 besteht. Das Hüllenmaterial 4
besteht aus Polyurethan und ist wie die wärmeleitende Paste 5 verformbar.
Damit ist es möglich, mit Hilfe des Körpers 6 den gesamten Raum zwischen der
Baueinheit 1/2 und der Kühlfläche 3 praktisch luftdicht auszufüllen. Dadurch ergibt
sich ein guter thermischer Kontakt zwischen der Oberfläche der Baueinheit 1/2 und
der Kühlfläche 3 mit der Folge einer gleichmäßigen Wärmeabfuhr von den
Verbrauchern 2 und der Leiterplatte 1 zur Kühlfläche 3. Wärmenester lassen sich
dadurch mit Sicherheit ausschließen. Auch bei längerem Betrieb der Verbraucher
und/oder bei Einsatz der dargestellten Vorrichtung in thermisch hochbelasteter
Umgebung kommt es zu einer Nivellierung des gesamten Temperaturniveaus im
Bereich der Verbraucher 2 sowie einer Vermeidung von Temperaturspitzen selbst
bei starker Wärmeentwicklung der Verbraucher 2.
Nicht dargestellt ist die Möglichkeit, innerhalb des Körpers 6 einen Heizkörper,
beispielsweise in Form einer Heizspirale mit einer kontaktlosen Energiezufuhr bzw.
mit durch das elastische Hüllenmaterial 4 hindurchgeführten Anschlußelektroden
vorzusehen. Damit ist es möglich, bei Einsatz der dargestellten Vorrichtung in
kalter Umgebung das Temperaturniveau des Körpers 6 und damit der Verbraucher
2 und der Leiterplatte 1 anzuheben und auch bei tiefen Temperaturen den Einsatz
der dargestellten Vorrichtung zu ermöglichen. Auch hier sorgt die wärmeleitende
Paste für eine gleichmäßige Energieverteilung und Energieabfuhr vom Heizkörper
hin zu den Verbrauchern 2 und zur Leiterplatte 1. Eine derartige Vorrichtung ist bei
eingeschalteter Heizung in kalter Umgebung und bei selbstverständlich
ausgeschalteter Heizung in thermisch hochbelasteter Umgebung einzusetzen. Der
Betrieb der geschilderten Heizeinrichtung kann temperaturgesteuert vorgesehen
sein, um Energie im Heizbetrieb nur dann zu verbrauchen, wenn dies tatsächlich
erforderlich ist.
Claims (5)
1. Vorrichtung zum Temperieren elektronischer Bauteile, die auf einem in einem
Gehäuse eingebauten Träger sitzen,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen dem Träger (1) und der Gehäusewand (3) ein Körper (6)
angeordnet ist, der eine geschlossene elastische Umhüllung (4) mit darin
befindlichem wärmeleitenden Material (5) besitzt und daß der Körper
weitgehend luftdicht an dem Träger und der Gehäusewand anliegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die elastische Umhüllung (4) aus Polyurethan besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das wärmeleitende Material (5) ein Thermogel ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Körper Öffnungen aufweist, in die hervorstehende Bauteile (2) auf dem
Träger (1) eingreifen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Material (5) elektrisch leitend und mit Elektroden verbunden ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996124475 DE19624475A1 (de) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | Vorrichtung zum Temperieren elektronischer Bauteile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1996124475 DE19624475A1 (de) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | Vorrichtung zum Temperieren elektronischer Bauteile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19624475A1 true DE19624475A1 (de) | 1998-01-02 |
Family
ID=7797386
Family Applications (1)
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DE1996124475 Withdrawn DE19624475A1 (de) | 1996-06-19 | 1996-06-19 | Vorrichtung zum Temperieren elektronischer Bauteile |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19624475A1 (de) |
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