DE202010000573U1

DE202010000573U1 - electronic module

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Publication number: DE202010000573U1
Application number: DE201020000573
Authority: DE
Original assignee: MGV STROMVERSORGUNGEN GmbH
Current assignee: MGV STROMVERSORGUNGEN GmbH
Priority date: 2010-01-03
Filing date: 2010-01-03
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2020-01-04

Abstract

Elektronikmodul (10) mit wenigstens mit einer Leiterplatte (11) elektrisch leitend verbundenen elektrischen oder elektronischen Bauteil (47) insbesondere einem elektrischen oder elektronischen Leistungsbauteil wie z. B. einer Induktivität, einem Leistungstransistor oder dergleichen sowie einem zur Abstützung der Leiterplatte (11) dienenden Träger (30) aus wärmeleitenden Material, auf dem die Abwärme des elektrischen oder elektronischen Bauteils (47) transportiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (30) einen zumindest annähernd trogartigen Aufnahmeraum (34) aufweist, innerhalb dem zumindest, dass eine elektrisch oder elektronische Bauteil (47) anhand einer wärmeleitend ausgebildeten Vergußmasse (49) fixiert und befestigt ist.Electronic module (10) with at least one printed circuit board (11) electrically conductively connected electrical or electronic component (47) in particular an electrical or electronic power device such. B. an inductance, a power transistor or the like and a for supporting the printed circuit board (11) serving carrier (30) made of thermally conductive material on which the waste heat of the electrical or electronic component (47) is transported, characterized in that the carrier (30 ) has an at least approximately trough-like receiving space (34) within which at least one electric or electronic component (47) is fixed and fastened by means of a heat-conducting sealing compound (49).

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektronikmodul mit wenigstens einer mit einer Leiterplatte elektrisch leitend verbundenen elektrischen Bauteil, wie z. B. einer Induktivität oder dergleichen, sowie einem zur Abstützung der Leiterplatte dienenden Träger aus wärmeleitendem Material, auf den die Abwärme des elektrischen Bauteils transportiert wird.The The invention relates to an electronic module with at least one with a printed circuit board electrically conductively connected electrical component, such as B. an inductor or the like, as well as a for supporting the circuit board serving carrier made of thermally conductive material on which the waste heat of the electrical component is transported.

Aus der kanadischen Patentanmeldung 2 120 468 A1 ist ein Elektronikmodul bekannt, das eine Leiterplatte umfasst, die mit elektronischen Bauteilen bestückt ist, von denen zumindest einige bei ihrem Betrieb eine hohe Abwärme erzeugen. Die Abwärme erzeugenden elektronischen Bauteile sind zum Abtransport ihrer Abwärme thermisch mit einem aus gut wärmeleitendem Material gefertigten Träger verbunden. Dieser Träger besitzt eine Mehrzahl von sacklochartigen Aufnahmen, die mit wärmeleitendem Material verfüllt sind, um die während des Betriebes der Bauteile erzeugte Wärme an den Träger weiter zu transportieren.From the Canadian Patent Application 2,120,468 A1 For example, an electronic module is known which comprises a printed circuit board which is equipped with electronic components, at least some of which generate a high level of waste heat during their operation. The waste heat generating electronic components are thermally connected to the removal of their waste heat with a made of good heat conducting material carrier. This carrier has a plurality of blind-hole-like receptacles which are filled with heat-conducting material in order to further transport the heat generated during the operation of the components to the carrier.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Träger für ein Elektronikmodul mit einfachen konstruktiven Maßnahmen bereitzustellen, bei dem nicht nur der Wärmeabtransport, sondern zugleich auch die Montage des Elektronikmoduls verbessert ist.Of the Invention is based on the object, a carrier for an electronic module with simple design measures providing not only the heat dissipation, but at the same time the assembly of the electronic module is improved.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass der Träger wenigstens einen annähernd trogartig ausgebildeten Aufnahmeraum aufweist, innerhalb den zumindest das eine elektronische oder elektrische Bauteil insbesondere Leistungsbauteil anhand einer wärmeleitend ausgebildeten Vergußmasse am Träger fixiert und befestigt ist.These Problem is solved according to the invention characterized that the carrier at least one approximately trough-like has trained receiving space, within which at least the an electronic or electrical component in particular power component by means of a thermally conductive potting compound fixed and fixed to the carrier.

Durch den erfindungsgemäßen Träger verkleinert sich die Baugröße des Elektronikmoduls, da er von dem Träger bereitgestellte längliche, in Form eines Troges ausgebildete Aufnahmeraum nicht nur zum Abtransport der Abwärme von elektronischen Leistungsbauteilen wie Transformatoren, Induktivitäten oder dergleichen sondern zugleich zu deren Unterbringung also als Montageraum genutzt wird. Der erfindungsgemäße Träger ermöglicht damit eine sehr kompakte Bauweise für das Elektronikmodul. Durch das Vergießen der Leistungsbauteile innerhalb des Aufnahmeraums mit der gut wärmeleitenden Vergußmasse können die Leistungsbauteile zumindest mehrseitig von der Vergußmasse umgeben sein. Hierdurch ist bereits eine sehr besonders intensive Ankopplung der elektronischen/elektrischen Leistungsbauteile über die Vergußmasse an den Träger zum Abtransport der Abwärme der elektronischen/elektrischen Leistungsbauteile bewirkt. Die nicht von der Vergußmasse bedeckten Seiten der Leistungsbauteile sind direkt wärmeleitend an den Träger angekoppelt.By downsized the carrier according to the invention the size of the electronic module, since he provided by the carrier elongated, in the form of a Trough trained receiving space not only to remove the waste heat of electronic power components such as transformers, inductors or the like but at the same time to their accommodation so as Mounting space is used. The inventive Carrier thus allows a very compact design for the electronics module. By shedding the Power components within the receiving space with the good thermal conductivity Potting compound, the power components, at least on several sides be surrounded by the potting compound. This is already a very particularly intensive coupling of the electronic / electrical Power components via the potting compound to the Carrier for removing the waste heat of the electronic / electrical Power components causes. Not from the potting compound covered sides of the power components are directly heat-conducting coupled to the carrier.

Die Vergußmasse ist vorzugsweise elektrisch nichtleitend oder elektrisch isolierend ausgebildet.The Potting compound is preferably electrically non-conductive or formed electrically insulating.

Denkbar ist alternativ, dass die elektronischen oder elektrischen Leistungsbauteile innerhalb des Aufnahmeraums des Trägers in die Vergußmasse eingebettet, d. h. allseitig von der Vergußmasse umgeben sind.Conceivable is alternatively that the electronic or electrical power components within the receiving space of the carrier in the potting compound embedded, d. H. Surrounded on all sides by the potting compound are.

Sowohl die in die Vergußmasse eingebetteten als auch die mehrseitig von der Vergußmasse umgebenen Leistungsbauteile sind durch ihre Anordnung innerhalb des Aufnahmeraums des Trägers vor beabsichtigter Beschädigung sowie unbeabsichtigten Zugriff geschützt.Either the embedded in the potting compound as well as the multi-sided surrounded by the potting compound power components are through their arrangement within the receiving space of the vehicle from intentional damage as well as unintentional Access protected.

Durch den Verguß der elektronischen oder elektrischen Leistungsbauteile innerhalb des Aufnahmeraums des Trägers ist für diese Leistungsbauteile ein dichter Abschluss zu deren Umgebung bereitgestellt, wodurch Schutz nach IP 54 bis IP 65 erreicht ist.By the casting of the electronic or electrical power components inside the receiving space of the vehicle is for These power components are a tight seal to their environment providing IP 54 to IP 65 protection.

Der erfindungsgemäße Träger kann bevorzugt als Strangpressprofil, insbesondere aus Aluminium hergestellt sein.Of the Carrier according to the invention may be preferred be produced as an extruded profile, in particular of aluminum.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass der trogartige Aufnahmeraum des Trägers länglich ausgebildet ist und insbesondere die gesamte Länge des Trägers einnimmt.To a preferred embodiment of the subject matter of Invention is provided that the trough-like receiving space of the wearer is elongated and in particular the entire length of the wearer.

Die längliche, quaderförmige Ausbildung des Aufnahmeraums ermöglicht auf einfache Weise eine positionsgerechte Montage der elektronischen oder elektrischen Leistungsbauteile innerhalb des Aufnahmeraums, da diese Leistungsbauteile innerhalb des Aufnahmeraums mindest annähernd geführt längs verschieblich positionierbar sind, wobei die von diesen Leistungsbauteilen wegführenden elektrischen Anschlußleitungen in ihrer Länge minimiert werden können.The elongated, rectangular formation of the receiving space enables a positionally correct mounting in a simple way the electronic or electrical power components within of the receiving space, since these power components within the recording room At least approximately guided longitudinally displaceable can be positioned, the leading away from these power components electrical leads in their length can be minimized.

Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass die Vergußmasse mit einem gut wärmeleitenden Material angereichert ist, dessen Wärmeleitfähigkeit größer als die Wärmeleitfähigkeit der Vergußmasse ist.Corresponding a further preferred embodiment of the article the invention is provided that the potting compound with a highly thermally conductive material is enriched, its thermal conductivity greater than the thermal conductivity of the Potting compound is.

Durch das Einmischen eines gut wärmeleitenden Materials in die Vergußmasse ergibt sich im besonders rascher Abtransport der Abwärme von den elektronischen/elektrischen Leistungsbauteilen auf den Träger.By the mixing of a good heat conducting material in the Potting compound results in particularly rapid removal the waste heat from the electronic / electrical power components the carrier.

Bevorzugt ist die Vergußmasse mit Metallen oder Metalllegierungen angereichert, die vorzugsweise in Pulverform in die Vergußmasse eingebracht sind.Prefers is the potting compound with metals or metal alloys enriched, preferably in powder form in the potting compound are introduced.

Besonders bevorzugt ist eine Vergußmasse, das mit in Pulverform vorliegenden Metallen oder Metalllegierungen angereichert ist, wobei die Anreicherung wenigstens 50 Volumenprozent der Vergußmasse ausmacht.Especially preferred is a potting compound that is present in powdered form Enriched metals or metal alloys, the enrichment makes up at least 50 percent by volume of the potting compound.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass der Träger im Wesentlichen als U-Profil ausgebildet ist, zwischen dessen U-Profilschenkel der trogartige Aufnahmeraum ausgebildet ist.According to one another embodiment of the subject invention it is envisaged that the carrier essentially as a U-profile is formed, between the U-profile legs of the trough-like receiving space is trained.

Durch die Anwendung eines U-Profils zur Bereitstellung des Aufnahmeraums sind lediglich die beiden Stirnseiten dieses U-Profils dicht mit Abschlußdeckeln zu verschließen, um den trog artigen Aufnahmeraum auszubilden. Ein derartiger Aufnahmeraum lässt sich daher fertigungstechnisch besonders einfach herstellen.By the use of a U-profile to provide the receiving space are only the two end faces of this U-profile tight with Close the end caps to the trough-like receiving space train. Such a recording room can therefore be manufacture particularly easily.

Dadurch, dass lediglich die stirnseitigen Abdeckungen an das U-Profil vergußmassendicht anzukoppeln sind, verringert sich die Möglichkeit von Vergußmasselekagen deutlich.Thereby, that only the frontal covers grouting to the U-profile be coupled, the possibility of Vergußmasselekagen reduced clear.

Besonders günstig ist die Wärmeabgabe des Trägers an die Umgebung, wenn das U-Profil an seinen Mantelflächen angeordnete Wärmeableitrippen aufweist, die bevorzugt an den Schenkeln des U-Profils schräggestellt sind, wodurch sich die wärmeableitende Oberfläche der Rippen auf einfache Weise vergrößern lässt. Die Kühlrippen verlaufen bevorzugt in Längsrichtung des U-profilartigen Trägers, insbesondere über dessen gesamte Länge.Especially favorable is the heat emission of the wearer to the environment when the U-profile on its lateral surfaces arranged Wärmeableitrippen having, preferably the legs of the U-profile are tilted, whereby the heat-dissipating surface of the ribs can be easily enlarged. The cooling fins preferably extend in the longitudinal direction of the U-profile-like carrier, in particular over its entire length.

Besonders bevorzugt ist das U-Profil an seinen freien Schenkelenden mit Auflageschienen versehen, die zumindest annähernd parallel zur Basis des U-Profils verlaufen und zumindest abschnittsweise in dessen Längsrichtung vorgesehen sind, insbesondere jedoch über die gesamte Länge des U-profilartigen Trägers angeordnet sind.Especially Preferably, the U-profile is at its free leg ends with support rails provided at least approximately parallel to the base of U-profile run and at least in sections in the longitudinal direction are provided, but in particular over the entire length of the U-profile-like carrier are arranged.

Durch diese Auflageschienen, die beispielsweise einstückig, aber bevorzugt einstoffig an die freien Schenkelenden des U-Profils mitangeformt sind, erhält der Träger auf einfache und kostensparende Weise weitere Montagemöglichkeiten, insbesondere für weitere Bauteile des Elektronikmoduls.By these support rails, for example, in one piece, but preferably einstoffig mitangeformt to the free leg ends of the U-profile, the carrier gets to easy and cost-saving Way more mounting options, especially for other components of the electronic module.

Besonders bevorzugt weisen die Auflageschienen eine Stufe auf, die in Längsrichtung der Auflageschienen verläuft. Die Stufe unterteilt die Auflageschienen in Längsrichtung in einen erhaben ausgebildeten und einen zurückspringenden Abschnitt.Especially Preferably, the support rails on a step in the longitudinal direction the support rails runs. The level divides the Support rails in the longitudinal direction in a raised trained and a recessed section.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass durch die Stufe an den Auflageschienen zwei aneinander anschließende, unterschiedlich breit ausgebildete Auflageflächen gebildet sind.To a further preferred embodiment of the article The invention provides that by the step on the support rails two adjoining, differently wide trained Support surfaces are formed.

Durch die längs des Trägers verlaufende Stufe sind an dem Träger auf einfache Weise zusätzliche Montage- und Abstützmöglichkeiten auf unterschiedlichem Höhenniveau für zu dem Elektronikmodul gehörende Bauteile geschaffen.By the step running along the support are on the carrier in a simple way additional assembly and support options on different Height level for belonging to the electronic module Components created.

Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass die schmälere der Auflageflächen zur Befestigung der Leiterplatte am Träger dient, während die breitere Auflagefläche wenigstens einen Wärmeleitkörper trägt, der in wenigstens eine Aussparung der Leiterplatte ragt und wärmeleitend an wenigstens einem auf der Leiterplatte angeordneten Leistungshalbleiter, wie einem Leistungstransistor, einem Thyristor oder dergleichen angekoppelt ist.Corresponding a further preferred embodiment of the article The invention provides that the narrower of the bearing surfaces used to attach the circuit board to the carrier while the wider bearing surface at least one heat-conducting body carries in at least one recess of the circuit board protrudes and thermally conductive on at least one on the circuit board arranged power semiconductors, such as a power transistor, a thyristor or the like is coupled.

Besonders bevorzugt ragt der wenigstens eine Leistungshalbleiter oder bei mehreren Leistungshalbleitern, jeder dieser Leistungshalbleiter von dem Abwärme weg zu transportieren ist, in eine Aussparung der Leiterplatte, so dass der Leistungshalbleiter-Körper über der Aussparung zu liegen kommt. Der oder die Leistungshalbleiter sind bevorzugt um ihre Kontaktfüße abgewinkelt, so dass der Körper des oder der Leistungshalbleiter in einer Ebene mit der Bestückungsebene der Leiterplatte liegt.Especially Preferably, the at least one power semiconductor or at several power semiconductors, each of these power semiconductors to be transported away from the waste heat, in a recess the circuit board, so that the power semiconductor body over the recess comes to rest. The one or more power semiconductors are preferably angled around their contact feet, so that the body of the power semiconductor or in a level with the assembly level of the circuit board is located.

Durch die durch die Auflageflächen vorgegebene Montagezuordnung der Leiterplatte zum Träger einerseits und zu dem Wärmeleitkörper andererseits ist eine sehr kompakte Bauweise für das Elektronikmodul bereitgestellt, bei dem zugleich ein besonders günstiger Wärmetransport der von dem Leistungshalbleiter erzeugten Abwärme auf den Träger gewährleistet ist.By the predetermined by the bearing surfaces assembly assignment the circuit board to the carrier on the one hand and to the heat-conducting body On the other hand, a very compact design for the electronics module provided at the same time a particularly favorable Heat transport generated by the power semiconductor Waste heat on the carrier guaranteed is.

Darüber hinaus bietet diese Ausführung die Möglichkeit, den Wärmeleitkörper hinsichtlich seiner Größe und seiner Wärmeleiteigenschaften insbesondere hinsichtlich seines Materials auf einfache Weise an die von dem Leistungshalbleiter abzutransportierende Abwärme anzupassen. Die Anpassung gestaltet sich insbesondere auch deshalb besonders einfach, weil die in die Leiterplatte eingebrachte Aussparung ebenso einfach an die Größe und Längsfläche des in diese Aussparung einragenden Wärmeleitkörpers anpassbar ist.About that In addition, this design offers the possibility the heat-conducting body in terms of its size and its thermal conductivities, especially with regard to its material in a simple manner to that of the power semiconductor adjust waste heat to be removed. The adaptation Especially designed especially because of easy, because the recess introduced into the circuit board just as easy the size and longitudinal area of the in this recess protruding Wärmeleitkörpers is customizable.

Besonders einfach ist die wenigstens eine Aussparung in der Leiterplatte erzeugbar, wenn nach einer nächsten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, dass diese Aussparung durch Herausbrechen eines perforierten Leiterplattenabschnittes erzeugt ist. Die Perforierung kann beispielsweise durch eine schlitzartige Freisparung mit in Abständen zueinander angeordneten Haltestegen z. B. durch Fräsen erzeugt sein.Particularly easy, the at least one recess in the circuit board can be generated when, according to a next preferred embodiment of the invention, it is provided that this recess by breaking out of a perforated printed circuit board tenabschnittes is generated. The perforation, for example, by a slot-like recess with spaced apart holding webs z. B. be generated by milling.

Der perforierte Leiterplattenabschnitt hat zunächst den Zweck, den zu kühlenden Leistungshalbleiter mit seinem Körper auf diesem Leiterplattenabschnitt während seiner Verlötung auf der Leiterplatte abzustützen, so dass der Körper stets eine definierte Montageposition, insbesondere eine definierte Montagehöhe zur Bestückungseite der Leiterplatte besitzt. Dies ist auf einfache Weise dadurch erreicht, dass der Leistungshalbleiter auf dem perforiert an die Leiterplatte angebundenen Leiterplattenabschnitt aufliegt. Nach dem Herausbrechen des perforiert angebundenen Leiterplattenabschnitts, bedingt durch die durch den Leiterplattenabschnitt vorbestimmte Montagehöhe, ist sichergestellt, dass der Leistungshalbleiter mit dem Wärmeleitkörper insbesondere flächig wärmeleitend kontaktiert ist. Insbesondere dann, wenn der Körper des Leistungshalbleiters gegen den Wärmeleitkörper, insbesondere durch die Federkraft einer an der Leiterplatte festgesetzten Klammer gedrückt ist. Durch den perforierten, nach dem Bestücken der Leiterplatte herausbrechbaren Leiterplattenabschnitt ist der Leistungshalbleiter ohne zusätzliche Montagehilfe positionsoptimiert an der Leiterplatte festgesetzt.Of the perforated circuit board section has the first purpose the power semiconductor to be cooled with his body on this circuit board section during its soldering to rest on the circuit board, leaving the body always a defined mounting position, in particular a defined Mounting height to the component side of the circuit board has. This is achieved in a simple way that the Power semiconductors on the perforated connected to the circuit board PCB section rests. After breaking out of the perforated connected PCB section, due to the through the PCB section predetermined mounting height is ensured that the power semiconductor with the heat conducting body especially contacted surface thermally conductive is. In particular, when the body of the power semiconductor against the Wärmeleitkörper, in particular by pressed the spring force of a fixed to the circuit board clamp is. Through the perforated, after loading the circuit board breakable circuit board section is the power semiconductor without additional mounting aid optimized for position on the circuit board set.

Nach einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, das die Leiterplatte wenigstens einen Durchbruch ausweist, der bei am Träger befestigten der Leiterplatte innerhalb von dessen trogartigem Aufnahmeraum angeordnet ist.To a particularly preferred embodiment of the article The invention provides that the circuit board at least one breakthrough identifies that when attached to the carrier of the circuit board is arranged within its trough-like receiving space.

Durch diesen Durchbruch sind die Anschlußleitungen der im trogartigen Aufnahmeraum vergossenen elektronischen/elektrischen Bauteile heraus führbar und mit der Bestückungsseite der Leiterplatte kontaktierbar.By This breakthrough are the leads in the trough-like Take-up space potted electronic / electrical components out and contacted with the component side of the circuit board.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines in der beigefügten Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert.The The invention is described in the following description with reference to an in the attached drawing simplified illustrated embodiment explained.

Es zeigen:It demonstrate:

1: das komplett montierte Elektronikmodul in vereinfachter, schematischer Schrägansicht von vorne oben, 1 : the completely assembled electronic module in a simplified, schematic oblique view from the top front,

2: abschnittsweise das Elektronikmodul in Draufsicht auf seine bestückte Leiterplatte, mit in seine Aussparungen einragenden Wärmeleitkörper, 2 in sections, the electronic module in plan view of its assembled printed circuit board, with protruding into its recesses heat conducting body,

3: das Elektronikmodul in Draufsicht auf seine im Bereich ihrer Aussparrungen unbestückte, auf dem Träger aufliegenden Leiterplatte, 3 : the electronic module in plan view of its in the region of their Ausparrungen unequipped, resting on the support circuit board,

4: ausschnittsweise die Leiterplatte im Bereich einer ihrer durch einen perforiert angebundenen Abschnitt abgedeckte Aussparung und 4 FIG. 2 is a fragmentary view of the printed circuit board in the region of one of its cutouts covered by a perforated section

5: der Träger des Elektronikmoduls mit in dessen trogartigen Aufnahmeraum unvergossen eingesetzten Transformatoren, in Ansicht von vorne. 5 : The carrier of the electronic module with in its trough-like receiving space non-pouring used transformers, in front view.

Gemäß 1 ist ein Elektronikmodul 10 gezeigt, das eine Leiterplatte 11 aufweist, die einseitig mit verschiedenen elektrischen und elektronischen Bauteilen 12 bestückt ist, von denen jeweils in Baugruppen zusammengefasste, an beiden Längsrändern der Leiterplatte 11 verteilt angeordnete als Leistungstransistoren 13 ausgebildet sind. Die Leistungstransistoren 13 liegen wie insbesondere 4 zeigt, zunächst mit ihrem Transistorenkörper auf einem perforiert innerhalb der Leiterplatte 11 angebundenen Leiterplattenabschnitt 14 auf. Die Perforation ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch längliche Schmalschlitze 16 erzeugt, die mit Stegen 15 an die Leiterplatte 11 angebunden sind. Diei Schlitze sind dabei durch Herausfräsen erzeugt ist, so dass perforiert angebundene Leiterplattenabschnitt 14 mit der Restfläche der Leiterplatte 11 in einer Höhenebene liegt.According to 1 is an electronic module 10 shown a circuit board 11 which has one-sided with various electrical and electronic components 12 is fitted, of which each summarized in assemblies, at both longitudinal edges of the circuit board 11 distributed arranged as power transistors 13 are formed. The power transistors 13 lie as in particular 4 shows, first with its transistor body on a perforated inside the circuit board 11 connected circuit board section 14 on. The perforation is in the present embodiment by elongated narrow slots 16 generated with webs 15 to the circuit board 11 are connected. Diei slots are created by milling out, so that perforated connected PCB section 14 with the remaining area of the circuit board 11 lies in a height level.

Der durch seine Stege 15 an die Leiterplatte 11 angebundene Leiterplattenanschnitt 14 ist aus der Leiterplatte 11 durch Abtrennen der Stege herausnehmbar, so dass nach der Entnahme des perforierten Leiterplattenabschnitts 14 eine Aussparung 17 (siehe insbesondere 3) gebildet ist, in die die Körper der Leistungstransistoren 13 höhengleich mit der Bestückungsseite der Leiterplatte 11 hineinragen, wie insbesondere auch aus der 2 ersichtlich ist. Die Aussparung 17 weist im vorliegenden Fall einen rechteckförmigen Flächenausschnitt auf, dessen längere Rechteckseiten zumindest im wesentliche parallel zu den Längsrändern der Leiterplatte 11 verlaufen. Denkbar sind jedoch für die Aussparung 17 auch Flächenausschnitte mit anderer Flächenkontur, wie z. B. kreisförmige, quadratische oder ovale Flächenausschnitte. Genauso ist es auch möglich, die Flächenausschnitte in der Leiterplatte 11 zumindest teilweise oder auch völlig randoffen zu den Längsrändern der Leiterplatte 11 hin auszubilden.The one by his webs 15 to the circuit board 11 connected printed circuit board gate 14 is from the circuit board 11 removable by separating the webs, so that after removal of the perforated circuit board section 14 a recess 17 (see in particular 3 ) is formed, in which the bodies of the power transistors 13 height same with the component side of the circuit board 11 protrude, as in particular from the 2 is apparent. The recess 17 has in the present case on a rectangular surface section, the longer sides of the rectangle at least substantially parallel to the longitudinal edges of the circuit board 11 run. Conceivable, however, are for the recess 17 Also surface cutouts with different surface contour, such. B. circular, square or oval surface cutouts. It is just as possible, the surface cutouts in the circuit board 11 at least partially or completely open to the edges of the circuit board 11 to train.

Wie insbesondere aus 2 und 3 ersichtlich ist, ist zwischen den an den gegenüberliegenden Seiten der Leiterplatte 11 angeordneten Aussparungen 17 ein Durchbruch 18 ausgebildet, der im vorliegenden Fall quadratischen Flächenausschnitt aufweist.As in particular from 2 and 3 It can be seen is between the on opposite sides of the circuit board 11 arranged recesses 17 a breakthrough 18 formed, which in the present case has square surface section.

Benachbart zu den Aussparungen 17 sind, wie insbesondere 3 zeigt, entlang der seitlichen Ränder der Leiterplatte 11 verteilt angeordnete Durchgangsbohrungen 19 vorgesehen, in die nichtgezeigte Schrauben zur Befestigung der Leiterplatte 11 an einem Träger 30 einbringbar sind.Adjacent to the recesses 17 are, in particular 3 shows, along the lateral edges of the circuit board 11 distributed arranged Through holes 19 provided, in the unshown screws for attaching the circuit board 11 on a carrier 30 can be introduced.

Der Träger 30 ist, wie insbesondere aus den 1 und 5 erkennbar ist, im vorliegenden Fall als Aluminiumstrangpressprofil ausgebildet, das im Wesentlichen einen U-Profilquerschnitt aufweist. Der U-profilartige Träger 30 bildet durch seine Basis 31, seine mit der Basis 31 verbundene U-Profilschenkel 32 und jeweils stirnseitig an dem Träger 30 flüssigkeitsdicht aufgebrachte Abdeckungen 33 einen trogartigen Aufnahmeraum 34.The carrier 30 is, in particular from the 1 and 5 can be seen, formed in the present case as an extruded aluminum profile, which has a substantially U-shaped cross-section. The U-profile beam 30 forms through its base 31 , his with the base 31 connected U-profile legs 32 and each end face of the carrier 30 liquid-tight covers 33 a trough-like recording room 34 ,

Sowohl die Basis 31 als auch die U-Profilschenkel 32 sind an ihrer vom Aufnahmeraum 34 abgewandten Außenseite mit in Längsrichtung des u-profilartigen Trägers 30 verlaufenden über dessen Gesamtlänge angeordnete Wärmeableitrippen 35 versehen, von denen die an den U-Profilschenkeln 32 angeordneten Wärmeableitrippen 35 unter einem spitzen Winkel zu den U-Profilschenkeln 32 derart angeordnet sind, dass ihr freies Ende nach unten gerichtet ist. Durch die Schrägstellung der Wärmeableitrippen 35 an den U-Profilschenkeln 32 ist auf einfache Weise die Wärmeableitoberfläche der Wärmeleitrippen 35 vergrößert.Both the base 31 as well as the U-profile legs 32 are at theirs from the recording room 34 facing away from the outside in the longitudinal direction of the U-profile-like carrier 30 extending over its entire length arranged Wärmeableitrippen 35 provided, of which at the U-profile legs 32 arranged Wärmeableitrippen 35 at an acute angle to the U-profile legs 32 are arranged so that their free end is directed downwards. Due to the inclination of the Wärmeableitrippen 35 on the U-profile legs 32 is simply the Wärmeableitoberfläche the heat conduction ribs 35 increased.

Die U-Profilschenkel 32 sind an ihrem von der Basis 31 abgewandten Ende mit Auflageschienen 36 versehen, deren den Wärmeableitrippen 35 zugewandte Unterseite ebenfalls mit nach unten ragenden Wärmeableitrippen 37 ausgestattet ist.The U-profile legs 32 are at theirs from the base 31 opposite end with support rails 36 provided, whose the Wärmeableitrippen 35 facing underside also with downwardly projecting Wärmeableitrippen 37 Is provided.

Die Auflageschienen 36 sind an ihrer von den Wärmeableitrippen 37 abgewandten Oberseite mit einer in Längsrichtung des Trägers 30 über dessen Länge verlaufende Stufe 38 versehen, deren horizontal angeordnete Stufenabschnitte Auflageflächen 39 und 40 bilden, die durch die Anordnung der Stufe unterschiedlich breit ausgebildet sind. Von den Auflageflächen 39 und 40 sind die benachbart zum trogartigen Aufnahmeraum 34 angeordneten Auflageflächen 39 breiter als die Auflageflächen 40 ausgebildet. Die schmäleren Auflageflächen 40 stützen die Leiterplatte 11 an ihrer nichtbestückten Unterseite ab und sind mit im Abstand der Durchgangsbohrungen 19 angeordnete Gewindebohrungen 41 versehen, in die nicht gezeigte Schrauben zur Befestigung der Leiterplatte 11 am Träger 30 einbringbar sind.The support rails 36 are at theirs from the heat sinks 37 facing away from the top with a longitudinal direction of the carrier 30 over its length running step 38 provided, the horizontally arranged step sections bearing surfaces 39 and 40 form, which are formed by the arrangement of the stage of different widths. From the bearing surfaces 39 and 40 are the adjacent to the trough-like recording room 34 arranged bearing surfaces 39 wider than the bearing surfaces 40 educated. The narrower bearing surfaces 40 support the circuit board 11 off at their non-populated bottom and are spaced from the through holes 19 arranged threaded holes 41 provided in the screws, not shown, for fastening the circuit board 11 on the carrier 30 can be introduced.

Die breitere Auflagefläche 39 dient wie insbesondere auch aus den 1 und 3 ersichtlich ist, zur Abstützung von im vorliegendem Fall aus metallischen Werkstoffen, wie Aluminium oder dgl., gefertigten Wärmeleitkörpern 43, die mit ihrer Unterseite vollflächig auf der Auflagefläche 39 aufliegen und in die durch Herausbrechen der perforiert angebundenen Leiterplattenabschnitte 14 erzeugten Aussparungen 17 derart hineinragen, dass ihre Oberseite unter Zwischenschaltung einer elektrisch isolierenden, aber wärmeleitend ausgeführten Folienschicht 46 in wärmeleitenden Kontakt mit den von der Bestückungsseite der Leiterplatte 11 her in die Aussparungen 17 ragenden Leistungstransistoren 13 steht. Diese sind zusätzlich mit federnd wirkenden Klammern 42 gegen die Wärmeleitkörper 43 gepresst.The wider contact surface 39 serves as in particular from the 1 and 3 it can be seen, for supporting in the present case of metallic materials, such as aluminum or the like., Made of heat conducting bodies 43 , with their underside fully on the support surface 39 rest and in by breaking out the perforated connected PCB sections 14 generated recesses 17 protrude such that their top with the interposition of an electrically insulating, but thermally conductive executed film layer 46 in thermally conductive contact with those of the component side of the circuit board 11 in the recesses 17 outstanding power transistors 13 stands. These are additionally with spring-acting brackets 42 against the heat conducting body 43 pressed.

Die Leistungstransistoren 13 sind über zu Transformatoren 47 gehörende elektrische Leitungen 48 elektrisch an die Transformatoren 47 angeschlossen.The power transistors 13 are over to transformers 47 belonging electrical lines 48 electrically to the transformers 47 connected.

Die Transformatoren 47, die hintereinander innerhalb des trogartigen Aufnahmeraums 34 angeordnet sind, sind dort mit einer wärmeleitend ausgebildeten Vergußmasse 49 innerhalb des trogartigen Aufnahmeraums 34 befestigt und zugleich mittels der Vergußmasse 49 wärmeleitend an die U-Profilschenkel 32 und die Basis 31 des Trägers 30 angekoppelt.The transformers 47 , one behind the other within the trough-like reception room 34 are arranged there are with a thermally conductive potting compound 49 inside the trough-like reception room 34 attached and at the same time by means of the potting compound 49 thermally conductive to the U-profile legs 32 and the base 31 of the carrier 30 coupled.

Die wärmeleitende Ankopplung der Transformatoren 47 an den Träger 30 kann dabei wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel dadurch erfolgen, dass die Vergußmasse 49 nur zwischen einem U-Profilschenkel 32 des Trägers als wärmeleitende Zwischenschicht zwischen dem Transformator 47 und dem Träger 30 vorgesehen ist. Der andere U-Profilschenkel 32 und die Basis 31 sind bei dieser Ausführung direkt an die Transformatoren 47 wärmeleitend angekoppelt.The thermally conductive coupling of the transformers 47 to the carrier 30 can thereby be carried out as in the present embodiment, characterized in that the potting compound 49 only between a U-profile leg 32 the carrier as a heat-conducting intermediate layer between the transformer 47 and the carrier 30 is provided. The other U-profile leg 32 and the base 31 are in this version directly to the transformers 47 thermally coupled.

Genauso ist es jedoch auch möglich, die Transformatoren 47 derart in die Vergußmasse 49 einzubetten, dass diese sowohl an beiden Profilschenkeln 32 als auch an der Basis 31 als wärmeleitende Zwischenschicht bezüglich des Trägers 30 dient.However, it is equally possible for the transformers 47 such in the potting compound 49 embed this on both profile legs 32 as well as at the base 31 as a heat-conducting intermediate layer with respect to the carrier 30 serves.

Die im Abstand zueinander innerhalb des trogartigen Aufnahmeraums 34 angeordneten Transformatoren 47 sind durch die Vergußmasse 49 zugleich auch zueinander in einem vorbestimmten Abstand fixiert.The spaced apart within the trough-like receiving space 34 arranged transformers 47 are through the potting compound 49 at the same time fixed to each other at a predetermined distance.

Die elektrischen Anschlußleitungen 48 der Transformatoren 47 sind über den Durchbruch 18 in der Leiterplatte 11 aus dem trogartigen Aufnahmeraum 34 herausgeführt und auf der Bestückungsseite der Leiterplatte 11 mit verschiedenen elektronischen Bauteilen 12 verbunden.The electrical connection lines 48 the transformers 47 are about the breakthrough 18 in the circuit board 11 from the trough-like receiving space 34 led out and on the component side of the circuit board 11 with different electronic components 12 connected.

Das erfindungsgemäße Elektronikmodul ermöglicht die Montage seiner sämtlichen Bauteile von oben, d. h. mit Blickrichtung auf einen trogartigen Aufnahmeraum, nämlich zunächst beginnend mit dem Vergießen des oder der Transformatoren, innerhalb des trogartigen Aufbauraums und im Anschluß daran das Anbringen der Wärmeleitkörper und letztendlich das Aufsetzen der Leiterplatte auf den Träger in Verbindung mit deren wärmeleitenden Ankopplung und elektrische Kontaktierung der elektrischen Bauteile, wodurch sich die gesamte Montagevorgang des Elektronikmoduls seitlich einfacher und somit zeitsparender gestaltet.The electronic module according to the invention allows the assembly of all its components from above, ie looking at a trough-like receiving space, namely initially starting the casting of the transformer or within the trough-like construction space and then attaching the heat-conducting body and ultimately the placement of the circuit board the carrier in conjunction with their heat-conducting coupling and electrical contacting of the electrical components, which makes the entire assembly process of the electronic module laterally simpler and thus time-saving.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- CA 2120468 A1 [0002]

Claims

Electronic module ( 10 ) with at least one printed circuit board ( 11 ) electrically conductive connected electrical or electronic component ( 47 ) in particular an electrical or electronic power device such. B. an inductor, a power transistor or the like and a for supporting the circuit board ( 11 ) ( 30 ) of heat-conducting material on which the waste heat of the electrical or electronic component ( 47 ), characterized in that the carrier ( 30 ) an at least approximately trough-like receiving space ( 34 ) within which at least one electrical or electronic component ( 47 ) based on a thermally conductive encapsulant ( 49 ) is fixed and fixed.

Electronics module according to claim 1, characterized in that the trough-like receiving space ( 34 ) of the carrier ( 30 ) whose entire length occupies.

Electronics module according to claim 1, characterized in that the potting compound ( 49 ) is formed of good heat-conducting material or enriched at least with good heat-conducting material, which is preferably formed of metal or metal alloys and introduced in particular in powder form in the potting compound.

Electronics module according to claim 3, characterized in that the enrichment of the potting compound ( 49 ) with the good heat-conducting material at least 50 percent by volume of the potting compound ( 49 ).

Electronics module according to claim 1 or 2, characterized in that the carrier ( 30 ) is formed at least substantially as a U-profile, between the U-profile leg ( 32 ) the trough-like receiving space ( 34 ) is arranged.

Electronics module according to one of claims 1, 2 or 5, characterized in that the U-profile extending in the longitudinal direction of its lateral surfaces Wärmeableitrippen ( 35 ) having.

Electronics module according to one of claims 1, 2, 5 or 6, characterized in that the U-profile at its free leg ends support rails ( 36 ) which are at least approximately parallel to the base ( 31 ) of the U-profile are arranged and provided at least in sections in its longitudinal direction.

Electronics module according to claim 7, characterized in that the support rails ( 36 ) a step running in its longitudinal direction ( 38 ) exhibit.

Electronics module according to claim 8, characterized in that through the stage ( 38 ) on the support rails ( 36 ) two adjoining, differently wide trained bearing surfaces ( 39 . 40 ) are formed.

Electronics module according to claim 9, characterized in that the narrower of the bearing surfaces ( 40 ) for mounting the circuit board ( 11 ) on the carrier ( 30 ), while the wider contact surface ( 39 ) at least one heat conducting body ( 43 ), which in at least one recess ( 17 ) of the printed circuit board ( 11 protrudes and heat-conducting to at least one power semiconductor ( 13 ) as a power transistor, a thyristor or the like is coupled.

Electronics module according to claim 10, characterized in that the at least one recess ( 17 ) by breaking out of a perforated to the circuit board ( 11 ) connected circuit board section ( 14 ) is formed.

Electronics module according to claim 1, 10 or 11, characterized in that the printed circuit board ( 11 ) at least one breakthrough ( 18 ), which is at the carrier ( 30 ) mounted circuit board ( 11 ) within the trough-like receiving space ( 34 ) of the carrier ( 30 ) is arranged.