DE4334127C1

DE4334127C1 - Metallkernleiterplatte zum Einschieben in das Gehäuse eines Elektronikgerätes

Info

Publication number: DE4334127C1
Application number: DE4334127A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Schwamm; Kurt Dr Ding
Original assignee: MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
Current assignee: MTU Aero Engines GmbH
Priority date: 1993-10-07
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1995-03-23
Anticipated expiration: 2013-10-08
Also published as: JPH09503347A; WO1995010172A1; CA2173591A1; US5677514A; EP0722653A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metallkernleiterplatte zum Einschieben in ein Gehäuse eines Elektronikgerätes, deren Kern aus zwei beabstandeten über metalli sche Stege miteinander verbundenen Metallplatten besteht, auf den Außenflächen des Kerns mehrlagige Isolierschichten vorgesehen sind und die Randbereiche zumindest zweier gegenüberliegende Seitenkanten der Metallkernleiterplatte nicht beschichtet sind.

Die Anforderungen an solche Metallkernleiterplatten, die üblicherweise mit elektro nischen Bauelementen bestückt sind, gehen insbesondere dahin, daß die während des Betriebs der elektronischen Bauelemente entstehende Wärme gut abgeführt werden kann, daß dabei hohe Formstabilität der Platte garantiert ist, um die Leiterbahnen nicht zu gefährden und daß darüber hinaus geringes Gewicht erreicht wird, um die mit den Platten zu bestückenden Elektronikgeräte entsprechend leicht bauen zu kön nen.

Aus der EP 0 124 428 A1 ist eine Metallkernleiterplatte nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bekannt. Aus der DE 88 11 949 U1 ist eine Metallkernleiterplatte bekannt, deren Ränder zur Festlegung in einem Gehäuse mittels einer Spreizvorrich tung festgespannt werden können, wodurch eine vorteilhafte Wärmeableitung von der Metallkernleiterplatte zum Gehäuse erzielt wird.

Es hat sich gezeigt, daß Einzelmaßnahmen, wie sie aus der gattungsbildenden Druck schrift EP 0 124 428 A1 oder aus der Druckschrift DE 88 11 949 U1 bekannt sind, den an Metallkernleiterplatten zu stellenden Anforderungen im Hinblick auf hohe Formstabilität geringes Gewicht und gute Wärmeabfuhr noch nicht genügen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Metallkernleiterplatte der gattungsgemäßen Bauart zu schaffen, die hohe Formbeständigkeit gegenüber Tempe raturunterschieden aufweist, möglichst gute Wärmeabfuhr über das Gehäuse zuläßt und darüber hinaus geringes Gewicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß eine gattunggemäße Metallkernleiterplatte die Merkmale a) bis d) des Patentanspruchs 1 aufweist.

Durch die Ausbildung des metallischen Kerns aus Aluminium oder Aluminiumlegie rung wird besonders gute Wärmeleitung und damit Wärmeabfuhr erreicht. Die Ver steifungsstege dienen dabei dem Wärmeausgleich. Durch den Aufbau der Kunststoff deckschicht über der Cu-Invar-Schicht wird eine verbesserte Wärmeableitung zum metallischen Kern und von diesem zum Gehäuse erzielt.

Dicke, Abstand und Anzahl der Metallplatten bzw. Kunststoff-Folien sind vorzugs weise entsprechend den Angaben in den Patentansprüchen 2 bis 8 zu wählen.

Die Sicherung der Metallkernleitergehäuse im Gehäuse mittels eines Keilschlosses in einem von Versteifungsstegen freigehaltenen Bereich des Gleitrandes trägt dazu bei, daß durch das beidseitige Anpassen der Metallplatten gegen die Nutwand des Gehäu ses der Wärmeübergang zwischen Metallkernleiterplatte und Gehäuse erhöht wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung soll das Keilschloß an einer der Metallplatten befestigt sein. Durch die Befestigung des Keilschlosses an einer der Metallplatten wird vermieden, daß dieses jeweils beim Festklemmen von Hand ju stiert werden muß und darüber hinaus wird durch die Befestigung eine Verliersiche rung erzielt.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel einer erfin dungsgemäßen Metallkernleiterplatte erläutert.

In den Zeichnungen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Metallkernleiterplatte in Draufsicht schematisch,

Fig. 2 einen Teilschnitt durch die Platte entsprechend II-II aus Fig. 1 und

Fig. 3 einen Teilschnitt der Platte entsprechend III-III aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist die in Draufsicht dargestellte Metallkernleiterplatte in ihrer Gesamtheit mit 1 bezeichnet. Die dargestellte Platte weist Rechteckform auf; es ist jedoch auch eine davon abweichende Kontur vorstellbar, wobei allerdings immer zwei gegenüber liegende parallele gerade Seitenkanten vorhanden sein sollten, um die Platte in ein entsprechendes Gehäuse mit parallelen Führungen einschieben zu können. Die große Kantenlänge der Platte ist mit L bezeichnet. Eine aus Polyimidfolie gebildete Deck schicht 33 der Platte ist kürzer gehalten als die Länge L der großen Kante, so daß die beiden gegenüberliegenden kleinen Seitenkanten jeweils einen Gleitrand g aufweisen, der frei von Beschichtung gehalten ist. Die als Doppelstegplatte ausgeführte Platte ist mit längs- und querverlaufenden Versteifungsstegen 13, 14 zur Erhöhung der Biege steifigkeit versehen, wobei die Versteifungsstege 13 über die Länge L durchlaufen. Entlang der mit Gleitrand g versehenen Seitenkanten ist ein Randbereich b der Platte von Versteifungsstegen freigehalten; der Randbereich b erstreckt sich etwa über eine Länge von 0,1 bis 0,2 L. In den von den Aussteifungsstegen 13, 14 überbrückten Zwischenraum der Doppelstegplatte sind im Bereich der Gleitränder g Keilschlösser 2 angeordnet, mit denen die Einzelplatten der Doppelstegplatte auseinanderspreizbar sind.

Der Aufbau der Metallkernleiterplatte wird anhand des Teilquerschnitts gemäß Fig. 2 deutlich. Der Kern besteht aus zwei beabstandeten, über die Versteifungsstege 13, 14 miteinander verbundenen Metallplatten 11, 12. Auf den Außenflächen der Metall platten 11, 12 ist jeweils eine Cu-Invar-Schicht 32 aufgebracht, auf der eine Kunst stoffdeckschicht 33 liegt. Die Cu-Invar-Schicht ist mittels eines Klebers auf den Me tallplatten aufgeklebt und die Kunststoffdeckschicht mittels eines Klebers auf der Cu- Invar-Schicht. Die Kunststoffdeckschicht besteht aus einer mehrlagigen Polyimidfo lie, wobei vorzugsweise maximal vier Folienlagen verwendet werden. Entlang der kurzen Seitenkanten der Metallkernleiterplatte in der von Beschichtung freigehaltene Gleitrand g der Metallplatten 11, 12 gekennzeichnet. Mit diesem Gleitrand ist die Metallkernleiterplatte in entsprechend angepaßte Führungsnuten eines Gehäuses einschiebbar. In Fig. 2 ist dieses Gehäuse mit einer strichpunktierten Linie angedeutet und mit dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. In den Führungsnuten ist die Platte dadurch festlegbar, daß jeweils mit Hilfe eines Keilschlosses 2 die beiden Metallplatten 11, 12 im Randbereich b auseinandergespreizt werden.

Die verwendeten Keilschlösser bestehen aus einer Mehrzahl von Keilstücken 22, die auf einem Schraubenbolzen 21 sitzen und in Axialrichtung mittels des Schraubbol zens 21 verspannt werden können, wodurch sie sich entsprechend den eingezeichne ten Pfeilen nach außen spreizen und an die Innenflächen der Metallplatten 11, 12 angedrückt werden. Die Keilschlösser können jeweils als lose Bauteile vorgesehen sein, die dann von Hand in der richtigen Position zu justieren und anzuziehen sind und sie können einseitig an einer der Metallposition 11, 12 befestigt sein.

Die in den Fig. 2 und 3 stark vergrößerten Darstellungen sind nicht maßstäblich. Die Abmesssungen und Schichtstärken sind entsprechend den Angaben in den Patentan sprüchen zu wählen. Bei einem ausgeführten Beispiel einer Metallkernleiterplatte sind folgende vorteilhafte Abmessungen gewählt worden: L=250 mm, a=5 mm, b=25 mm, g=12 mm, d=5 mm, Dicke der Cu-Invar-Schicht 0,2 mm, Dicke der Kunststoffschicht aus Polyimidfolie 0,3 mm bei vier Folienlagen.

Zusätzlich zur Klebung kann die aus Cu-Invar-Schicht und Polyimid-Folien gebildete Deckschicht mittels Schrauben oder Nieten an den Metallplatten 11, 12 gesichert sein.

Claims

1. Metallkernleiterplatte zum Einschieben in ein Gehäuse eines Elektronikgerä tes, deren Kern aus zwei beabstandeten über metallische Stege miteinander verbundenen Metallplatten besteht, auf den Außenflächen des Kerns mehr lagige Isolierschichten vorgesehen sind und die Randbereiche zumindest zweier gegenüberliegender Seitenkanten der Metallkernleiterplatte nicht be schichtet sind (=Gleitrand), dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Kern (11, 12, 13) aus Al oder einer Al-Legierung besteht,
b) auf den Außenflächen des Kerns jeweils eine Cu-Invar(Nickelstahl)- Schicht (32) aufgebracht ist,
c) auf den Cu-Invar-Schichten jeweils eine aus mehreren Lagen beste hende Polyimid-Isolierschicht (33) aufgebracht ist und
d) der Gleitrand (g) frei von Stegen ist und die zugehörigen Metallplatten (11, 12) im Bereich des Gleitrandes (g) mittels eines Keilschlosses (2) auseinanderspreizbar sind.

2. Metallkernleiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallplatten (11, 12) eine Dicke d aufweisen, die im Bereich 1×10^-3 bis 5×10^-3 L liegt, wobei L die große Kantenlänge der Platte (1) ist.

3. Metallkernleiterplatte nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a) der Metallplatten (11, 12) im Bereich 1×10^-2 bis 5×10^-2 L beträgt.

4. Metallkernleiterplatte nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Cu-Invar-Schicht (32) ein Blech mit einer Dicke im Bereich von 4×10^-4 bis 12×10^-4 L ist.

5. Metallkernleiterplatte nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Cu-Invar-Schicht (32) jeweils mit einem Silikonkautschuk-Kleber (31) auf die Metallplatte (11, 12) aufgeklebt ist.

6. Metallkernleiterplatte nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht (33) maximal 4 Folienlagen aufweist.

7. Metallkernleiterplatte nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Deckschicht (33) im Bereich zwischen 1×10^-3 bis 2×10^-3 L liegt.

8. Metallkernleiterplatte nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Platine (1) entlang der Seitenkanten mit Gleitrand g einen Randbereich b=0,1 L bis 0,2 L aufweist, der frei von Versteifungsstegen gehalten ist.

9. Metallkernleiterplatte nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Keilschloß (2) an einer der Metallplatten (11, 12) befestigt ist.