DE4302917C1 - Anordnung zur Wärmeableitung von auf Leiterplatten montierten Leistungsbauelementen - Google Patents

Anordnung zur Wärmeableitung von auf Leiterplatten montierten Leistungsbauelementen

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Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur Wärmeableitung von auf Leiterplatten montierten Leistungsbauelementen nach der Gattung des Hauptanspruchs. Es ist aus der DE-OS 41 07 312 bereits eine Anordnung bekannt, bei welcher Leistungsbauelemente auf einer Leiterplatte aufgebracht sind, wobei im Bereich der Leistungsbauelemente Durchkontaktierungen angebracht sind, die über ihre Hülsen die Wärme ableiten.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster G 81 14 325 ist ebenfalls bekannt, Durchkontaktierungen zur besseren Wärmeableitung vorzunehmen.

Aus der DE-OS 38 36 002 ist eine Zwischenschichtanordnung zwischen dem gekapselten Halbleiter und der Montageoberfläche vorgesehen, wobei diese Zwischenschicht eine formbare, plastische Schicht aus Kunstharz ist, welche mit fein verteilten Feststoffen zur besseren Wärmeleitung aufgefüllt ist.

Aus der US-PS 4 965 699, EP 0 324 890 A1 und der DE-OS 27 43 647 sind ebenfalls isolierende Schichten bzw. Folien an Bauelementen oder Leiterplatten bekannt.

Es sind Anordnungen bekannt, bei welchen die Leistungsbauelemente beispielsweise auf Kühlkörper aufgebracht und anschließend auf einer Leiterplatte kontaktiert sind. Weiterhin ist es bekannt, Leistungsbauelemente auf einer Leiterplatte zu kontaktieren und eine Wärmeableitung über die Rückseite der Leiterplatte, beispielsweise über Kühlbleche und Kühlkörper vorzunehmen.

Hierbei können durch das Aufbringen von Isolierfolie auf der Rückseite der Leiterplatte Unebenheiten entstehen, so daß keine flächige Verbindung zu einem Kühlkörper oder einem Kühlblech gegeben ist.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Anordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die Wärmeableitung vom Leistungsbauelement auf die dem Leistungsbauelement abgewandte Seite der Leiterplatte aufgrund der Verwendung von wärmeableitenden Material wie Kupfer, besonders gut ist. Das Aufbringen eines Iso­ lierlacks auf der Rückseite der Leiterplatte hat weiterhin den Vor­ teil, daß kein Lötzinn beim Aufbringen der Bauelemente auf die Rück­ seite der Leiterplatte fließen kann, da der Isolierlack auch die Öffnungen der Wärmeübergangsbohrungen verschließt. Als letzter Vor­ teil sei erwähnt, daß das Aufbringen einer elastischen wärmeleiten­ den Lackschicht auf dem Isolierlack eventuell entstehende Unebenhei­ ten beim Aufbringen der Bauelemente, ausgleicht und eine flächige Verbindung von Leiterplatte und Kühlblech möglich ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vor­ teilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Anordnung möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die Dicke der wärmeleitenden elastischen Lackschicht in Abhängigkeit der Größe der Unebenheiten der Leiterplatte beliebig wählbar ist. Hier­ für können gegebenenfalls nacheinander mehrere Lackschichten aufge­ tragen werden, bis die Leiterplatte flächig auf dem Kühlblech befe­ stigt werden kann.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge­ stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die Anordnung zur Wärmeableitung von auf Leiter­ platten montierten Leistungsbauelementen.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur zeigt eine Leiterplatte 1 mit darauf befestigten Lei­ stungsbauelementen 2. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei den Leistungsbauelementen um SMD-Bauelemente. Die Leistungsbauelemente 2 sind entsprechend mittels Lötzinn 3 auf der Leiterplatte kontak­ tiert. Die Leiterplatte 1 weist Wärmeübergangsbohrungen 4 auf, die über die Leiterplatte verteilt sind und zur Wärmeleitung auf die den Leistungsbauelementen entfernten Seite dienen. Zur besseren Wärme­ leitung ist ein wärmeleitendes Material 5 beispielsweise Kupfer vor­ gesehen, welches auf der den Leistungsbauelementen zugewandten Seite der Leiterplatte 1 und dort im Bereich der Leistungsbauelemente sowie an den Innenwänden der Wärmeübergangsbohrungen 4 und auf der den Leistungsbauelementen abgewandten Seite der Leiterplatte 1 auf­ gebracht ist. Die Rückseite der Leiterplatte, also die den Lei­ stungsbauelementen 2 abgewandte Seite der Leiterplatte 1 ist mit einem Isolierlack 6 überzogen. Dieser Isolierlack 6, wobei auch die Verwendung einer Isolierfolie denkbar ist, ist so auf die Rückseite der Leiterplatte 1 aufgebracht, daß die Wärmeübergangsbohrungen ver­ schlossen werden. Auf den Isolierlack ist nun eine flexible wärmeab­ leitende Lackschicht 7 aufgebracht, wobei dieser Isolierlack flexi­ bel und weich ist, wodurch ein besserer Ausgleich von möglichen Un­ ebenheiten auf der Leiterplatte 1 gegeben ist. Unter Umständen kön­ nen mehrere Schichten des flexiblen Isolierlacks 7 aufgebracht wer­ den, um Unebenheiten die beispielsweise beim Löten in Form von Wöl­ bungen oder beim Ätzen durch Unebenheiten der Kupfer-Schicht ent­ stehen, auszugleichen. Anschließend kann die Anordnung flächig auf ein Kühlblech 8 montiert werden, welches in der Figur nur schema­ tisch dargestellt ist.

Claims (5)

1. Anordnung zur Wärmeableitung von auf Leiterplatten montierten Leistungsbauelementen, wobei die Leiterplatte (1) Bohrungen (4) aufweist und im Bereich der Leistungsbauelemente (2), an den Innenwänden der Bohrungen (4) sowie auf der den Leistungsbauelementen (2) abgewandten Seite der Leiterplatte (1) ein wärmeleitendes Material (5) aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Leistungsbauelementen (2) abgewandte Seite der Leiterplatte (1) mit einem Isolierlack oder einer Isolierfolie (6) und darauf mit einer elastischen wärmeleitenden Lackschicht (7) überzogen ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeleitende Material (5) Kupfer ist.
3. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere elastische wärmeleitende Lackschicht aufgebracht ist.
4. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierlackschicht (6) die Wärmeübergangsbohrungen vollständig abdeckt bzw. verschließt.
5. Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung flächig auf einem Kühlblech (8) befestigbar ist.
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