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