DE4004457A1 - Waermesenke fuer ein elektronisches leiterplattenbauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wärmesenke für ein Leiterplat­ tenbauelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Wärmeabfuhr von elektronischen Bauelementen, die auf Leiterplatten angeordnet sind, erfolgt in bekannter Weise dadurch, daß eine Wärmekontaktplatte mittels eines federn­ den Elementes auf das Gehäuse des Bauelementes gedrückt wird. Die in der Kontaktplatte gespeicherte Wärme wird über das federnde Element an die Außenwand des Gehäuses abgeleitet, in dem die Leiterplatte eingesetzt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es die Wärmeabfuhr von elektro­ nischen Bauelementen, die auf Leiterplatten angeordnet sind, zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Eine Weiterbildung ist in dem Unteranspruch angegeben.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß gegenüber dem genann­ ten Stand der Technik eine wesentlich bessere Wärmeleitung zwischen der Wärmekontaktplatte und der Gehäuseaußenwand stattfindet. Dabei kann in vorteilhafter Weise die Dimen­ sionierung des federnden Elementes ohne Berücksichtigung von Anforderungen, die hinsichtlich der Wärmeleitung be­ stehen, erfolgen. Die erfindungsgemäße Lösung hat eben­ falls den Vorteil, daß die Wärmesenke beliebigen Bauele­ mentkonfigurationen auf der Leiterplatte anpaßbar ist.

In dem Unteranspruch ist eine vorteilhafte Weiterbildung angegeben mit der Wärmeübergangswiderstände zwischen Ein­ zelteilen verringert sind.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Er­ findung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Wärmesenke mit zwei Kupfer-Flachband­ litzen und

Fig. 2 zeigt Wärmesenken mit einer Kupfer-Flachbandlitze für unterschiedliche Bauelementkonfigurationen.

Die Wärmesenke gemäß Fig. 1 besteht aus einer Wärmekontakt­ platte 3, einem federnden Element 4, zwei Kupferlitzen 5 und der Gehäuseaußenwand 6.

Die Gehäuseaußenwand 6 bildet den Deckel des Gehäuses, in welches die mit den elektronischen Bauelementen 2 bestückte Leiterplatte 1 eingesetzt ist.

Von einzelnen dieser elektronischen Bauelemente 2 muß elek­ trische Verlustwärme über eine Wärmesenke abgeleitet werden, um sie vor einer thermischen Zerstörung zu bewahren. Diese Bauelemente sind so auf der Leiterplatte befestigt, daß eine in ihnen integrierte Wärmekontaktfläche der Auflagefläche des Bauelementes parallel gegenüberliegt und von oberhalb der bestückten Leiterplatte 1 frei zugänglich ist. Auf die Wärmekontaktfläche des Bauelements wird die Wärmekontakt­ platte 3 gedrückt, die aus einem gutwärmeleitenden Material, z. B. aus einer Kupfer-Berrylium-Legierung, besteht. Der An­ druck erfolgt mittels des federnden Elementes 4, das als spiralförmige Druckfeder ausgebildet ist. Die Enden der Fe­ der sind an der Wärmekontaktplatte 3 und an der Gehäuseaußenwand 6 mit Schweißpunkten befestigt. Dadurch wird bei druckentlasteter Spiralfeder die Wärmekontaktplatte 3 in ihrer dem betreffenden Bauelement zugehörenden Position ge­ halten. Die Wärmeableitung von der Wärmekontaktplatte 3 er­ folgt, neben einer geringfügigen Wärmeleitung über die Spi­ ralfeder, mittels zwei Kupferlitzen 5, die als Flachband­ litzen ausgeführt sind. Die Kupferlitzen 5 sind mit ihren Enden großflächig auf der Wärmekontaktfläche 3 und der In­ nenseite der Gehäuseaußenwand 6 aufgelötet, so daß ein gu­ ter Wärmeübergang zwischen den Litzenenden, der Wärmekon­ taktplatte 3 und der Gehäuseaußenwand 6 vorliegt. Damit die Wirkung des federnden Elementes 4 nicht beeinträchtigt ist, weisen die Kupferlitzen 5 zwischen der Gehäuseaußen­ wand 6 und der Wärmekontaktplatte 3 einen Dehnungsbogen auf.

Fig. 2 zeigt mehrere elektronische Bauelemente 2 auf einer Leiterplatte 1, die mit Wärmesenken gekühlt werden. Die ge­ zeigten Wärmesenken weisen jeweils nur eine Kupferlitze 5 auf, und das federnde Element 4 ist in diesen Wärmesenken als Blattfeder ausgeführt, die mit ihren Enden an der In­ nenseite der Gehäuseaußenwand und auf der Wärmekontaktplat­ te festgelötet ist. Die Kupferlitze 5 dieser Wärmesenken ist als Flachbandlitze ausgeführt. Gezeigt sind unterschied­ liche Ausrichtungen der elektronischen Bauelemente 2 und unterschiedliche Anordnungen der Blattfedern. Mit den unter­ schiedlichen Anordnungen von Blattfedern und Kupferlitzen kann die Lage des elektronischen Bauelementes 2 auf der Lei­ terplatte 1 und der damit für die Wärmesenke zur Verfügung stehende Platzbedarf berücksichtigt werden.

Das linke Bauelement in Fig. 2 ist mit seiner Längskante quer zur Blickrichtung angeordnet. Kupferlitze 5 und fe­ derndes Element 4 sind einander gegenüberliegend ange­ ordnet. Das mittlere Bauelement ist mit seiner Längskan­ te in Blickrichtung angeordnet und zeigt eine Anordnung von Litze und Blattfeder wie die linke gezeigte Ausfüh­ rung, mit einer Ausrichtung von Litze und Feder in Längs­ richtung des Bauelementes. Bei dem rechts gezeigten Bau­ element ist die Blattfeder quer zur Längskante des Bau­ elementes und zur Kupferlitze angeordnet, da wegen der Gehäuseseitenwand kein Platz für eine gegenüberliegende Anordnung von Blattfeder und Kupferlitze besteht. Ent­ sprechend Fig. 2 können Anordnungen von Blattfedern und Kupferlitzen variiert werden, wenn der für die Wärmesen­ ke zur Verfügung stehende Platz aus anderen Gründen, als durch eine Seitenwand, eingeengt ist.

Claims (2)

1. Wärmesenke für ein elektronisches Leiterplattenbauele­ ment, deren Wärmekontaktplatte federnd an das Bauelement angedrückt ist und bei der die Ableitung der in der Plat­ te gespeicherten Wärme an die metallene Außenwand des Lei­ terplattengehäuses stattfindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmekontaktplatte (3) über eine oder mehrere Kup­ ferlitzen (5) thermisch leitend mit der Gehäuseaußenwand (6) verbunden ist und durch ein federndes Element (4) an das elektronische Bauelement (2) angedrückt ist.

2. Wärmesenke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupferlitzen (5) als Flachbandlitzen ausgeführt sind.