DE19853777A1 - Heat sink element for printed circuit board electronic component provided by metallic plate with pins along at least one side edge fitting through holes in surface of printed circuit board - Google Patents

Heat sink element for printed circuit board electronic component provided by metallic plate with pins along at least one side edge fitting through holes in surface of printed circuit board

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Abstract

The heat sink element is provided by a metallic plate (1) with at least 2 attached pins (3) along at least one side edge, with the free ends (6) of the pins extending at right angles to the plane of the metallic plate and arranged in line, for fitting into corresponding holes in the surface of a printed circuit board. An Independent claim for a circuit board and heat sink element is also included

Description

Auf Leiterplatten werden elektronische Bauelemente befestigt, bei denen es sich zum Teil auch um solche Elemente handelt, die im Betrieb Wärme entwickeln. Es ist bekannt, zum Abgeben der Wärme Kühlelemente zu verwenden.Electronic components are attached to printed circuit boards, some of which are such elements, that develop heat during operation. It is known for dispensing the heat to use cooling elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfach aufge­ bautes Kühlelement zu schaffen, das sich mit einfachen Mitteln an einer Leiterplatte anbringen lässt.The invention has for its object a simply up to create a built-in cooling element that is simple Can attach means to a circuit board.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Kühlele­ ment mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren Wortlaut ebenso wie der Wortlaut der Zuammenfassung durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird.To achieve this object, the invention proposes a cooling element ment with the features of claim 1. Training the invention are the subject of the dependent claims, the Wording as well as the wording of the summary Reference is made to the content of the description.

Das Kühlelement lässt sich durch einfache mechanische Maßnah­ men mit der Leiterplatte verbinden, indem einfach die Stifte mit den Öffnungen in der Leiterplatte in Übereinstimmung gebracht und das Kühlelement eingepresst wird. Die Stifte sind derart an die Löcher angepasst, dass ein Einpressen erfolgen kann. Beispielsweise können die Stifte einen vierec­ kigen Querschnitt aufweisen, so dass sich die Kanten in die Lochwandung einpressen. Es kann sich sowohl um durchkontak­ tierte als auch um einfache Bohrungen handeln. Mit Hilfe durchkontaktierter Bohrungen lässt sich das Kühlelement beispielsweise auf Masse legen. Das den zentralen Teil des Kühlelements bildende Plattenelement weist eine relativ große Oberfläche auf, an der sich die zu kühlenden Bauelemente befestigen lassen. Die Leistungsbauelemente können auf der Oberfläche aufgelötet werden, sowohl in bedrahteter Ausfüh­ rung als auch in SMD-Technik. Zum Befestigen des Kühlelements an der Leiterplatte ist keine Lötung erforderlich.The cooling element can be made by simple mechanical measures connect to the circuit board by simply using the pins in line with the openings in the circuit board brought and the cooling element is pressed. The pencils are adapted to the holes in such a way that they are pressed in can be done. For example, the pins can have a four kigen cross section, so that the edges in the Press in the hole wall. It can be both through contact  acted as well as simple holes. With help the cooling element can be plated through holes for example lay on ground. That the central part of the Plate element forming the cooling element has a relatively large one Surface on which the components to be cooled fasten. The power components can on the Surface to be soldered, both in a wired version tion as well as in SMD technology. To attach the cooling element no soldering is required on the circuit board.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die freien Enden der Stifte in einer Richtung senkrecht zur Fläche des Plattenelements verlaufen. Nach dem Einpressen ist dadurch das Plattenelement parallel oder angenähert parallel zu der Leiterplatte angeordnet. Insbesondere kann in Weiter­ bildung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Stifte an einer oder mehreren Kanten des Plattenelements angeordnet sind. Dann steht die gesamte Fläche des Plattenelements sowohl für die Anbringung von Bauelementen als auch für die Abstrahlung der Wärme zur Verfügung.In a development of the invention it can be provided that the free ends of the pins in a direction perpendicular to Surface of the plate element run. After pressing in thereby the plate element parallel or approximately parallel arranged to the circuit board. In particular, in Next Education of the invention can be provided that the pins one or more edges of the plate element are. Then the entire surface of the plate element stands both for the attachment of components and for the Radiant heat available.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass das Plattenele­ ment rechteckig und/oder eben ausgebildet wird.According to the invention it can be provided that the plate element ment is rectangular and / or flat.

Es kann vorgesehen sein, dass die Stifte an zwei gegenüber­ liegenden Seitenkanten des Plattenelements ausgebildet bzw. angeordnet sind. Dies führt sowohl zu einer sicheren Befesti­ gung des Plattenelements als auch dazu, dass eine große Fläche zur Verfügung steht.It can be provided that the pins face two lying side edges of the plate element or are arranged. This leads both to a secure fastening tion of the plate element as well as that a large Space is available.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass die Stifte derart gebogen sind, dass ihre freien Enden von ihrer Stirnfläche ausgehend bis etwa zu der gegenüberliegenden Fläche des Plattenelements zum Einpressen in Bohrungen der Leiterplatte ausgebildet sind. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass die Stifte so gebogen sind, dass ihre Stirnfläche etwa bündig mit der genannten Fläche des Plattenelements liegen.According to the invention it can be provided that the pins are such are bent that their free ends from their end face starting to about the opposite surface of the Plate element for pressing into holes in the circuit board are trained. This can be done, for example, by  that the pins are bent so that their end face is about lie flush with the surface of the plate element.

Auf diese Weise lässt sich das Plattenelement sehr nahe an die Leiterplatte heranrücken, beispielsweise sogar in eine Öffnung der Leiterplatte.In this way, the plate element can be very close move the circuit board up, for example even into one Opening the circuit board.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, zum Erleichtern des Herstellens des Kühlelements das Plattenelement und die Stifte einstückig herzustellen, sie insbesondere einstückig aus Blech auszustanzen und anschließend oder gleichzeitig die Stifte umzubiegen.According to the invention can be provided to facilitate the Manufacturing the cooling element, the plate element and the Manufacture pens in one piece, in particular in one piece punch out of sheet metal and then or simultaneously Bend pins.

Die Erfindung schlägt ebenfalls die Anordnung eines Kühlele­ ments, wie es beschrieben wurde, an einer Leiterplatte vor, wobei das Plattenelement im Bereich einer Öffnung angeordnet wird. Wenn die Leiterplatte und damit auch das Plattenelement des Kühlelements einseitig bestückt ist, so steht die gegenü­ berliegende Seite des Plattenelements vollständig zur Wärme­ abtrahlung zur Verfügung, da die Wärme durch die Öffnung der Leiterplatte abgestrahlt werden kann.The invention also proposes the arrangement of a cooling element as described, on a circuit board, the plate element being arranged in the region of an opening becomes. If the circuit board and thus also the plate element of the cooling element is equipped on one side, so the opposite overlying side of the panel element completely to heat Radiation available because the heat from the opening of the PCB can be emitted.

In nochmaliger Weiterbildung kann das Kühlelement so angeord­ net werden, dass seine beiden Flächen praktisch mit den beiden gegenüberliegenden Flächen der Leiterplatte fluchten. Das Kühlelement steht somit auf keiner Seite der Leiterplatte vor, so dass der Raumbedarf für die Leiterplatte nicht größer wird.In a further development, the cooling element can be arranged in this way that its two surfaces practically match the align the two opposite surfaces of the circuit board. The cooling element is therefore not on either side of the circuit board before, so the space requirement for the circuit board doesn't get any bigger becomes.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:Further features, details and advantages of the invention emerge from the following description of a preferred Embodiment of the invention and with reference to the drawing. Here show:

Fig. 1 eine Ansicht eines Kühlelements aus der Richtung einer Seitenkante; Figure 1 is a view of a cooling element from the direction of a side edge.

Fig. 2 eine Aufsicht auf das Kühlelement vor dem Abbiegen der Stifte; Figure 2 is a plan view of the cooling element before the pins are bent;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Leiterplatte mit an ihr befestigtem Kühlelement;3 shows a section through a circuit board with attached to it a cooling element.

Fig. 4 eine Aufsicht auf einen Teil der Leiterplatte mit eingesetztem Kühlelement. Fig. 4 is a plan view of part of the circuit board with the cooling element inserted.

Zunächst zu der Fig. 2. Diese zeigt das Kühlelement nach der Erfindung vor seiner endgültigen Fertigstellung. Das Kühlele­ ment wird aus einem Stück Blech ausgestanzt. Es enthält ein rechteckiges ebenes Plattenelement 1, das aufgrund des Ausstanzens aus einem Stück Blech natürlich ebenfalls aus Metall besteht. An zwei aneinander gegenüberliegenden Seiten­ kanten 2 sind jeweils vier Stifte 3 ausgebildet, die einstüc­ kig mit dem Plattenelement 1 sind und nach dem Ausstanzen in einer Ebene liegen.First of all to Fig. 2. This shows the cooling element according to the invention before its final completion. The cooling element is punched out of a piece of sheet metal. It contains a rectangular flat plate element 1 , which of course also consists of metal due to the punching out of a piece of sheet metal. On two mutually opposite sides edges 2 , four pins 3 are formed, which are integrally with the plate element 1 and lie in one plane after the punching.

Die Stifte 3 werden nun zunächst alle zur gleichen Seite des Plattenelements 1 rechtwinklig abgebogen, so dass ein erster Schenkel 4 entsteht, der senkrecht zu dem Plattenelement 1 verläuft. Anschließend werden die Stifte 3 nach außen wieder und einen Winkel von 90 Grad abgebogen, so dass ein Bereich 5 entsteht, in dem die Stifte 3 parallel zu der Ebene des Plattenelements 1 verlaufen. Danach sind die Stifte 3 wieder­ um um 90 Grad zurück abgebogen, so dass ihre freien Enden 6 geradlinig mit Abstand und parallel zu dem ersten Schenkel 4 verlaufen. Die Stirnflächen 7 der freien Enden 6 der Stifte 3 liegen dann etwa in der gleichen Ebene wie die auf der gleichen Seite angeordnete Oberfläche 8 des Plattenelements 1.The pins 3 are first of all bent at right angles to the same side of the plate element 1 , so that a first leg 4 is formed which runs perpendicular to the plate element 1 . The pins 3 are then bent outwards again and at an angle of 90 degrees, so that an area 5 is formed in which the pins 3 run parallel to the plane of the plate element 1 . The pins 3 are then bent back again by 90 degrees, so that their free ends 6 run in a straight line at a distance and parallel to the first leg 4 . The end faces 7 of the free ends 6 of the pins 3 then lie approximately in the same plane as the surface 8 of the plate element 1 arranged on the same side.

Dieser Zustand ist in Seitenansicht der Fig. 1 dargestellt. Diese Figur zeigt das Kühlelement nach seiner Herstellung. This state is shown in the side view of FIG. 1. This figure shows the cooling element after its manufacture.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Leiterplatte 9. Diese enthält ein zentrales Loch 10, das rechteckige Form aufweist und etwas größer als das Plattenelement ist. Das Kühlelement ist in dem dargestellten Beispiel von der Unterseite 11 der Leiterplatte 9 her in das Loch 10 eingesetzt, wobei die freien Enden 6 der Stifte 3 in mehrere Löcher eingepresst werden, die längs einer Linie parallel zu der Kante 12 des Loches 10 in der Leiterplatte 9 vorhanden sind. Die Einpres­ sen erfolgt soweit, bis die Stirnflächen 7 der Stifte 3 auf der gegenüberliegenden, in Fig. 3 oberen Seite 12 der Leiterplatte 9 heraustreten. In dieser Position liegt das Plattenelement 1 vollständig innerhalb des Loches 10, ragt also auf keiner Seite aus dem Loch 10 heraus. Fig. 3 shows a section through a printed circuit board 9. This contains a central hole 10 , which has a rectangular shape and is slightly larger than the plate element. In the example shown, the cooling element is inserted into the hole 10 from the underside 11 of the printed circuit board 9 , the free ends 6 of the pins 3 being pressed into a plurality of holes which run along a line parallel to the edge 12 of the hole 10 in the printed circuit board 9 are available. The pressing takes place until the end faces 7 of the pins 3 on the opposite, in FIG. 3 upper side 12 of the printed circuit board 9 emerge. In this position, the plate element 1 lies completely within the hole 10 , ie it does not protrude from the hole 10 on either side.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht der Anordnung der Fig. 3 von unten. Das Plattenelement ist allseits durch einen Zwischenraum 14 von dem Rand 12 des Loches 10 getrennt. Die Stifte 3 sind in Bohrungen 15 der Leiterplatte 9 eingepresst, die parallel zum Rand 12 des Loches 10 vorhanden sind. Fig. 4 shows a view of the arrangement of Fig. 3 from below. The plate element is separated on all sides by an intermediate space 14 from the edge 12 of the hole 10 . The pins 3 are pressed into bores 15 of the printed circuit board 9 which are parallel to the edge 12 of the hole 10 .

Wenn beispielsweise auf der Oberseite des Plattenelements Bauteile angelötet werden, die Wärme abgeben, so steht der Rest der Oberfläche des Plattenelements 1 auf der gleichen Seite und die gesamte Oberfläche des Plattenelements 1 auf der gegenüberliegenden Seite zur Wärmeabstrahlung zur Verfü­ gung. Andererseits ist durch Anordnung des Plattenelements 1 innerhalb der Dicke der Leiterplatte 9 kein zusätzlicher Platzbedarf für das Kühlelement vorhanden.If, for example, components that give off heat are soldered onto the upper side of the plate element, the rest of the surface of the plate element 1 is available on the same side and the entire surface of the plate element 1 on the opposite side for heat radiation. On the other hand, by arranging the plate element 1 within the thickness of the printed circuit board 9, no additional space is required for the cooling element.

Claims (12)

1. Kühlelement für Leiterplatten, mit
  • 1. 1.1 einem metallischen Plattenelement (1),
  • 2. 1.2 mindestens zwei mit dem Plattenelement (1) verbunden Stiften (3),
    • 1. 1.2.1 deren freie Enden (6) geradlinig verlaufen und
    • 2. 1.2.2 zum Einpressen in Bohrungen (15) der Leiter­ platte (9) bestimmt und ausgebildet sind.
1. cooling element for printed circuit boards, with
  • 1. 1.1 a metallic plate element ( 1 ),
  • 2. 1.2 at least two pins ( 3 ) connected to the plate element ( 1 ),
    • 1. 1.2.1 whose free ends ( 6 ) run straight and
    • 2. 1.2.2 for pressing into holes ( 15 ) of the printed circuit board ( 9 ) are determined and designed.
2. Kühlelement nach Anspruch 1, bei dem die freien Enden (6) der Stifte (3) in einer Richtung senkrecht zur Fläche des Plattenelements (1) verlaufen.2. Cooling element according to claim 1, wherein the free ends ( 6 ) of the pins ( 3 ) in a direction perpendicular to the surface of the plate element ( 1 ). 3. Kühlelement nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Stifte (3) an einer Kante (2) des Plattenelements (1) angeord­ net sind.3. Cooling element according to claim 1 or 2, wherein the pins ( 3 ) on an edge ( 2 ) of the plate element ( 1 ) are angeord net. 4. Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Plattenelement (1) rechteckig ausgebildet ist.4. Cooling element according to one of the preceding claims, wherein the plate element ( 1 ) is rectangular. 5. Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Plattenelement (1) eben ausgebildet ist.5. Cooling element according to one of the preceding claims, wherein the plate element ( 1 ) is flat. 6. Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stifte (3) an zwei gegenüberliegenden Seitenkan­ ten (2) des Plattenelements (1) ausgebildet sind. 6. Cooling element according to one of the preceding claims, wherein the pins ( 3 ) on two opposite Seitenkan th ( 2 ) of the plate element ( 1 ) are formed. 7. Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Stifte (3) derart gebogen sind, dass ihre freien Enden (6) von ihrer Stirnfläche (7) ausgehend bis etwa zu der gegenüberliegenden Fläche des Plattenelements (1) zum Einpressen in Bohrungen (15) der Leiterplatte (9) ausgebildet sind.7. Cooling element according to one of the preceding claims, wherein the pins ( 3 ) are bent such that their free ends ( 6 ) from their end face ( 7 ) starting approximately to the opposite surface of the plate element ( 1 ) for pressing into bores ( 15 ) of the printed circuit board ( 9 ) are formed. 8. Kühlelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Plattenelement (1) und die Stifte (3) einstückig aus Blech gestanzt sind.8. Cooling element according to one of the preceding claims, wherein the plate element ( 1 ) and the pins ( 3 ) are stamped in one piece from sheet metal. 9. Anordnung aus einer Leiterplatte (9) mit einem Kühlele­ ment nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Plattenelement (1) im Bereich einer Öffnung (10) der Leiterplatte (9) angeordnet ist.9. Arrangement from a printed circuit board ( 9 ) with a cooling element according to one of the preceding claims, in which the plate element ( 1 ) is arranged in the region of an opening ( 10 ) of the printed circuit board ( 9 ). 10. Anordnung nach Anspruch 9, bei der das Plattenelement (1) etwa mit der Leiterplatte (9) fluchtend angeordnet ist.10. The arrangement according to claim 9, wherein the plate element ( 1 ) is approximately aligned with the printed circuit board ( 9 ). 11. Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, bei der das Platten­ element (1) innerhalb der Dicke der Leiterplatte (9) angeordnet ist.11. The arrangement according to claim 9 or 10, wherein the plate element ( 1 ) within the thickness of the circuit board ( 9 ) is arranged. 12. Anordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei der das Plattenelement (1) von dem Rand (12) der Öffnung (10) einen Abstand aufweist.12. Arrangement according to one of claims 9 to 11, wherein the plate element ( 1 ) from the edge ( 12 ) of the opening ( 10 ) is at a distance.
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