EP0985218A1 - Device and method for cooling a planar inductor - Google Patents

Device and method for cooling a planar inductor

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EP0985218A1
EP0985218A1 EP98932086A EP98932086A EP0985218A1 EP 0985218 A1 EP0985218 A1 EP 0985218A1 EP 98932086 A EP98932086 A EP 98932086A EP 98932086 A EP98932086 A EP 98932086A EP 0985218 A1 EP0985218 A1 EP 0985218A1
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EP
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carrier
cooling
planar
cooling element
core
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EP98932086A
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EP0985218B1 (en
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Peter Gammenthaler
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Power One AG
Original Assignee
Melcher AG
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/08—Cooling; Ventilating
    • H01F27/22—Cooling by heat conduction through solid or powdered fillings

Definitions

  • the present invention relates to a device and a method for cooling a planar inductance, in particular a planar transformer, on a plate-shaped carrier having a plurality of conductor layers, at least one conductor layer of the carrier representing the planar inductance in cooperation with a core element designed to conduct a magnetic flux .
  • multilayer carrier boards (“multilayers”) are increasingly being used here. which have a plurality of electrically separated or point-connected conductor layers within a conventional circuit board structure.
  • conventional, discrete inductances such as transformers or chokes, are realized by the planar technology, namely by the direct utilization of appropriately designed line layers of the multilayer as windings of this inductance, these usually then interacting with a transformer core, which is more suitable Is placed on the multilayer or in breakthroughs thereof.
  • a transformer arrangement or choke in a multilayer 10 with line layers correspondingly designed as transformer windings has a first transformer core 12, which is E-shaped in cross section by way of example on, which extends with legs 14 through corresponding slot-shaped openings of the multilayer 10.
  • a second, plate-shaped and in cross-section I-shaped transformer core 16 To close the magnetic circuit sits on the first transformer core 12 a second, plate-shaped and in cross-section I-shaped transformer core 16, so that approximately winding layers are enclosed by the transformer core 12, 16 in the intermediate multilayer sections 18.
  • the core elements 12, 16 are glued to one another laterally or flatly and thus ensure the magnetic circuit.
  • a spacer bolt 20 is shown in the left area of FIG. 4, which is pressed into the circuit board 10 and at the other end makes thermal contact with a plate-shaped heat sink 22.
  • An alternative, also known from the prior art, is shown in the right-hand area of FIG. 4; there a cooling pin 24 is soldered directly into the board 10 and - like the distance pin 20 - connected to the cooling body 22 by means of a screw connection.
  • a thermal connection of the transformer core itself to the heat sink 22 is provided, as shown in FIG. 5 of the drawing.
  • This is done by means of an elastic layer 26 made of heat-conducting material, which lies in the manner shown in FIG. 5 between the transformer core 16 and the heat sink 22.
  • the mechanical connection between the heat sink 22 and the multilayer 10 is realized via spacers 28 and screws 30;
  • the naturally occurring dimensional tolerances of the cores and bolts require the flexibility of the material 26, which is also referred to as a large-area, flexible heat-conducting mat, also known as a "gap pad" or "soft pad".
  • the arrangement according to FIG. 5 therefore causes considerable manufacturing and manufacturing outlay.
  • the same disadvantages apply as in the embodiment according to FIG. 4.
  • FIG. 6 a further approach from the prior art is shown in FIG. 6, in which the heat of the multilayer 10 is dissipated to the heat sink 22 by means of elastic heat-conducting mats 32; at the same time, the transformer arrangement can be held by a resilient clamp element 34. However, the core is not cooled here.
  • planar transformers are used in a so-called matrix arrangement; a plurality of transformers distributed on a multilayer, each of which requires individual, local heat dissipation.
  • the invention advantageously makes it possible to create a planar inductance in a multilayer, in particular a circuit arrangement of the power electronics, which is extremely simple to manufacture, is suitable for automatic assembly or implementation and, moreover, a very high level of heat dissipation - both from the heat-generating section of the multilayer and from the transformer core - permitted.
  • the direct, direct connection of the cooling element having a planar contact surface to the core element permits arrangements of high power dissipation with correspondingly high heat development, without. damage to the arrangement is to be feared.
  • the transformer cores are not only regarded as magnetic or electrical components, but rather as mechanical elements which - due to their relatively good heat conduction, for example in the case of ferrite - serve as thermal bridges and fix the multilayer assembly.
  • the cores also realize the largest possible area for heat dissipation at the point of origin at the shortest distance.
  • the adhesive layer according to the invention can advantageously compensate for tolerance problems between the various cores of a matrix arrangement and the plate-shaped cooling element.
  • the thickness of the multilayer printed circuit board and the thickness of the cores no longer play a role for the mechanical fastening.
  • the core elements, which are made of brittle material, such as ferrite, are also advantageously reliably fixed, as a result of which the assembly is extremely vibration-resistant.
  • electrically conductive adhesives for the connections according to the invention which, since they are electrically conductive, often also have good thermal conductivity; With regard to heat dissipation, there are clear advantages over insulating plastics, such as those used for potting purposes.
  • cooling element according to the invention in addition for cooling semiconductors or other heat-generating electronic components on the carrier board (multilayer), so that a complete, compact and efficient cooling and mounting system for electrical power modules is produced.
  • both the core element and the electronic component to be additionally cooled can be cooled within a single operation or assembly process; suitably this can be done, for example, by appropriately dimensioned projections or profiled sections of the cooling element at points of attack and contact for a power semiconductor to be cooled.
  • a cooling system is created without additional effort, especially for arrangements equipped with SMD.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a circuit board arrangement to be cooled according to the invention with a plurality of distributed transformers and chokes.
  • FIG. 2 shows a side sectional view through a planar inductance to be cooled according to a first preferred embodiment of the invention
  • FIG. 3 shows a side sectional view of a further embodiment of the invention with additional semiconductor power elements
  • Fig. 6 Procedure for cooling planar inductors from the prior art.
  • FIG. 1 shows the top view of a power semiconductor arrangement with a multilayer circuit board 10 and a plate-shaped, flat heat sink 22 made of common heat sink material, such as copper or aluminum.
  • FIG. 1 shows a plurality of (SMD-equipped) electronic components 40 on the component-side of the circuit board 10, and a plurality of power semiconductor elements 42 can also be seen, which are also in contact with the heat sink 22 be cooled.
  • Fig. 2 now shows a schematic side view of the basic principle of the invention.
  • the first transformer core 12 and the second transformer core 16 are designed to enclose sections 18 of the circuit board 10 as a planar transformer.
  • the E-shaped, first transformer element 12 is additionally connected to the downward-facing surface of the multilayer 10 between the legs 14 by means of an electrically conductive, heatable adhesive connection 44, and it is the flat surface of the transformer core 12 over the entire surface by means of a heat and electrically conductive adhesive 46 connected to the heat sink plate 22.
  • the adhesive used for the adhesive connections 44 and 46 preferably has metal particles or the like. that not only create electrical conductivity between the components involved, but also ensure a significantly superior thermal conductivity. With regard to the magnetic properties of the cores cooled in this way, however, the electrical connection between the transformer core and the heat sink is practically without disadvantageous consequence.
  • FIG. 3 illustrates the basic arrangement according to the invention of FIG. 2 in an environment of a heat-generating power module, such as is an electronic switching power supply.
  • a power semiconductor 42 Adjacent to the transformer arrangement 12, 16 is a power semiconductor 42, for example an insulated switching transistor, which is likewise connected to the heat sink 22 via an adhesive connection 48 in the manner shown and thus not only uses the available cooling surface, but also for further mechanical stabilization of the arrangement worries.
  • thermally and mechanically optimized heat dissipation for power multilayers with integrated transformers or chokes can be implemented.
  • the invention enables the additional cooling of SMD power components, for example in housings such as D-Pack, D 2 -Pack, SOT 223 etc. without additional effort.
  • the resulting heat loss is dissipated to the external cooler through the multilayer; this can be seen in FIG. 3 above the projection 50.
  • thermally conductive material can be introduced into the multilayer, wherein the layers can be connected to one another with vias.
  • the adhesive generally adapts to all unevenness, so that not only is the thermal contact resistance reduced by trapped air between all components involved; there is also an effective area compensation. After curing, the parts can also no longer be moved against each other; it not only creates a reliable, lasting one thermal, but also a correspondingly resilient and vibration-proof mechanical connection.
  • the different expansion coefficients of the multilayer and the cooling plate can preferably be matched to one another. Since such a power multilayer contains a lot of copper, the thermal linear expansion of such a plate is approximately equal to that of copper (multilayer FR 4: 10 - 17 10 " 6 / K; copper: 16.5 10 " 6 / K; ferrite: 10, 5 10 "6 / K).

Abstract

The invention relates to a device for cooling a planar inductor, especially of a planar transformer, on a plate-type carrier with a plurality of conductive layers. At least one of the conductive layers of the carrier working together with a core element designed to guide a magnetic flux realizes planar inductivity. The first surface of the core element is joined by a heat-conductive adhesive to a side of the carrier facing away therefrom and is glued to a cooling element having a planar contact surface over the entire surface.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Vorrichtung und Verfahren zum Kühlen einer PlanarinduktivitätDevice and method for cooling a planar inductor
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren zum Kühlen einer Planarinduktivität, insbesondere eines Planartransformators , auf einem eine Mehrzahl von Leitungsschichten aufweisenden, plattenförmigen Träger, wobei mindestens eine Leitungsschicht des Trägers im Zusammenwirken mit einem zum Führen eines magnetischen Flusses ausgebildeten Kernelement die Planarinduktivität darstellt.The present invention relates to a device and a method for cooling a planar inductance, in particular a planar transformer, on a plate-shaped carrier having a plurality of conductor layers, at least one conductor layer of the carrier representing the planar inductance in cooperation with a core element designed to conduct a magnetic flux .
Ein typisches Anwendungsgebiet derartiger, gattungsgemäßer Vorrichtungen sind Schaltnetzteile. Hier werden -- durch zunehmende Miniaturisierung -- vermehrt mehrlagige Trägerplatinen ( "Multilayer" ) eingesetzt, . die eine Mehrzahl von voneinander elektrisch getrennten oder punktuell verbunde- nen Leiterschichten innerhalb einer konventionellen Leiterplattenstruktur besitzen. Auch werden beispielsweise in diesem Anwendungsgebiet herkömmliche, diskrete Induktivitäten, wie etwa Transformatoren oder Drosseln, durch die Planartechnik realisiert, nämlich durch die unmittelbare Ausnutzung von entsprechend ausgebildeten Leitungsschichten des Multilayers als Wicklungen dieser Induktivität, wobei diese üblicherweise dann mit einem Transformatorkern zusammenwirken, welcher in geeigneter Weise auf den Multilayer bzw. in Durchbrüchen desselben plaziert ist.A typical application of such generic devices is switching power supplies. Due to increasing miniaturization, multilayer carrier boards ("multilayers") are increasingly being used here. which have a plurality of electrically separated or point-connected conductor layers within a conventional circuit board structure. In this area of application, for example, conventional, discrete inductances, such as transformers or chokes, are realized by the planar technology, namely by the direct utilization of appropriately designed line layers of the multilayer as windings of this inductance, these usually then interacting with a transformer core, which is more suitable Is placed on the multilayer or in breakthroughs thereof.
Der Einsatz derartiger, gattungsgemäßer Planarinduktivitä- ten wird jedoch insbesondere in der Leistungselektronik durch eine Anzahl von mechanischen und thermischen Problemen erschwert. So entstehen nämlich beispielsweise in Schaltnetzteilen auf engstem Raum Kupfer- und Kernverluste, die ohne besondere Kühlmaßnahmen den mehrschichtigen Leitungsträger zu stark erwärmen, so daß selbst etwa mit Über- dimensionierungen der Einsatz dieser neuartigen Technologie auf Leistungsgrenzen stößt .However, the use of such generic planar inductances is made more difficult, particularly in power electronics, by a number of mechanical and thermal problems. This is because, for example, copper and core losses occur in switching power supplies in a very confined space, which heat the multilayer cable carrier too much without special cooling measures, so that even with excessive dimensioning the use of this new technology reaches its performance limits.
Insbesondere bei Vorrichtungen mit höherer (Verlust-) Leistung wurden daher Versuche unternommen, den Multilayer durch verschiedene Maßnahmen zusätzlich zu kühlen, wobei etwa sog. "thermal drains", also Wärmesenken, in Form von Metallbolzen od.dgl. zu einem Kühlkörper eingesetzt werden. Eine derartige Anordnung aus dem Stand der Technik ist einfachheitshalber in Fig. 4 der nachfolgenden Zeichnung wiedergegeben: Eine Transformatoranordnung oder Drossel in einem Multilayer 10 mit entsprechend als Transformatorwindungen ausgebildeten Leitungsschichten weist einen ersten -- im Querschnitt beispielhaft E-förmigen -- Trans- formatorkern 12 auf, der sich mit Schenkeln 14 durch entsprechende schlitzförmige Durchbrüche des Multilayers 10 erstreckt. Zum Schließen des magnetischen Kreises sitzt auf dem ersten Transformatorkern 12 ein zweiter, platten- förmiger und im Querschnitt I-förmiger Transformatorkern 16, so daß etwa in den zwischenliegenden Multilayer-Ab- schnitten 18 laufende Windungsschichten von dem Transformatorkern 12, 16 umschlossen sind. Die Kernelemente 12, 16 sind seitlich oder flächig miteinander verklebt und stellen so den magnetischen Kreis sicher.Attempts have therefore been made, in particular with devices with higher (power loss) performance, to additionally cool the multilayer by various measures, such as so-called "thermal drains", that is to say heat sinks, in the form of metal bolts or the like. to be used for a heat sink. Such an arrangement from the prior art is reproduced for the sake of simplicity in FIG. 4 of the following drawing: A transformer arrangement or choke in a multilayer 10 with line layers correspondingly designed as transformer windings has a first transformer core 12, which is E-shaped in cross section by way of example on, which extends with legs 14 through corresponding slot-shaped openings of the multilayer 10. To close the magnetic circuit sits on the first transformer core 12 a second, plate-shaped and in cross-section I-shaped transformer core 16, so that approximately winding layers are enclosed by the transformer core 12, 16 in the intermediate multilayer sections 18. The core elements 12, 16 are glued to one another laterally or flatly and thus ensure the magnetic circuit.
Zum Kühlen dieser -- wie gesagt, aus dem Stand der Technik bekannten -- Anordnung ist im linken Bereich der Fig. 4 ein Distänzbolzen 20 gezeigt, der in die Platine 10 hineingepreßt ist und anderenends thermischen Kontakt mit einem plattenförmigen Kühlkörper 22 herstellt. Eine ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannte Alternative ist im rechten Bereich der Fig. 4 gezeigt; dort ist ein Kühlbolzen 24 unmittelbar in die Platine 10 eingelötet und -- wie auch der Dist nzbolzen 20 -- mittels einer Schraubverbindung mit dem Kühlkörper 22 verbunden.In order to cool this arrangement, which is known from the prior art, as shown, a spacer bolt 20 is shown in the left area of FIG. 4, which is pressed into the circuit board 10 and at the other end makes thermal contact with a plate-shaped heat sink 22. An alternative, also known from the prior art, is shown in the right-hand area of FIG. 4; there a cooling pin 24 is soldered directly into the board 10 and - like the distance pin 20 - connected to the cooling body 22 by means of a screw connection.
Durch eine solche Anordnung entstehen aber eine Reihe von schadensträchtigen Sicherheits- und Wärmeausdehnungsproble- men, und darüber hinaus wird durch die Wärmeübertragungs- bzw. Distanzstücke 20, 24 zusätzlich Platz auf der Leiterplatte 10 benötigt. Die entstehende starre Verbindung ist ferner insbesondere gegenüber Beschleunigungen bzw. bei starker mechanischer Beanspruchung fehleranfällig und ungenügend. Nachteilig ist zusätzlich die nur punktuelle Wärmeabführung durch die thermal drains, und darüber hinaus verringern die dafür erforderlichen Durchgangslöcher die nutzbare Fläche des Multilayers auch für die innenliegenden Schichten.However, such an arrangement creates a number of harmful safety and thermal expansion problems. men, and in addition, the heat transfer or spacers 20, 24 requires additional space on the circuit board 10. The resulting rigid connection is furthermore susceptible to errors and insufficient, in particular with regard to accelerations or with strong mechanical stress. Another disadvantage is the only selective heat dissipation through the thermal drains, and the through holes required for this also reduce the usable area of the multilayer, even for the inner layers.
Als weiterer Ansatz aus dem Stand der Technik ist gemäß Darstellung in Fig. 5 der Zeichnung eine thermische Anbin- dung des Transformatorkerns selbst an den Kühlkörper 22 vorgesehen. Dies erfolgt mittels einer elastischen Schicht 26 aus wärmeleitendem Material, die in der in Fig. 5 gezeigten Weise zwischen Transformatorkern 16 und Kühlkörper 22 liegt. Die mechanische Verbindung zwischen Kühlkörper 22 und Multilayer 10 ist über Distanzstücke 28 und Schrauben 30 realisiert; die naturgemäß entstehenden Maßtoleranzen der Kerne und Bolzen benötigen jedoch die Flexibilität des Materials 26, welches als großflächige, flexible Wärmeleitmatte auch als "Gap-Pad" oder "Soft-Pad" bezeichnet wird. Neben einer nach wie vor -- übertragungsbedingt - - nicht befriedigenden Wärmeableitung zum Kühlkörper verursacht daher die Anordnung gemäß Fig. 5 nicht unbeträchtlichen Herstellungs- und Fertigungsaufwand. Auch gelten dieselben Nachteile wie bei der Ausführung nach Fig. 4.As a further approach from the prior art, a thermal connection of the transformer core itself to the heat sink 22 is provided, as shown in FIG. 5 of the drawing. This is done by means of an elastic layer 26 made of heat-conducting material, which lies in the manner shown in FIG. 5 between the transformer core 16 and the heat sink 22. The mechanical connection between the heat sink 22 and the multilayer 10 is realized via spacers 28 and screws 30; The naturally occurring dimensional tolerances of the cores and bolts, however, require the flexibility of the material 26, which is also referred to as a large-area, flexible heat-conducting mat, also known as a "gap pad" or "soft pad". In addition to heat dissipation to the heat sink, which is still unsatisfactory due to the transmission, the arrangement according to FIG. 5 therefore causes considerable manufacturing and manufacturing outlay. The same disadvantages apply as in the embodiment according to FIG. 4.
Schließlich ist in Fig. 6 ein weiterer Ansatz aus dem Stand der Technik gezeigt, bei dem mittels elastischer Wärmeleitmatten 32 Wärme des Multilayer 10 zum Kühlkörper 22 abgeführt wird; gleichzeitig kann die Transformatoranordnung durch ein federndes Klammerelement 34 gehalten werden. Hier erfolgt jedoch keine Kühlung des Kerns.Finally, a further approach from the prior art is shown in FIG. 6, in which the heat of the multilayer 10 is dissipated to the heat sink 22 by means of elastic heat-conducting mats 32; at the same time, the transformer arrangement can be held by a resilient clamp element 34. However, the core is not cooled here.
Sämtliche dieser Anordnungen verursachen jedoch nicht unbeträchtlichen Aufwand und sind zudem insbesondere nicht für die Abfuhr leistungsbedingter, größerer Wärmemengen geeignet . Darüber hinaus ist nach diesem Stand der Technik keine Fixierung des Kerns vorgesehen; die müßte im Bedarfsfall gesondert gelöst werden.All of these arrangements, however, do not cause inconsiderable effort and are also not particularly for the removal of performance-related, larger amounts of heat is suitable. In addition, no fixation of the core is provided according to this prior art; that would have to be solved separately if necessary.
Dieses Problem verschärft sich dann, wenn Planar-Transfor- matoren in einer sog. Matrixanordnung verwendet werden; eine Mehrzahl von auf einem Multilayer verteilt angeordneten Transformatoren, die jeweils individuelle, lokale Wär- meableitung benötigen.This problem is exacerbated when planar transformers are used in a so-called matrix arrangement; a plurality of transformers distributed on a multilayer, each of which requires individual, local heat dissipation.
Schließlich bestünde grundsätzlich noch die Möglichkeit, eine Transformatoranordnung auf einem Multilayer mit einer wärmeleitenden Vergußmasse zu versiegeln, um darüber dann die Anordnung zu kühlen. Evident ist hier jedoch die schlechte Prüf- und Reparierbarkeit und die grundsätzlich eher mangelhafte Eignung von Vergußmassen zur Wärmeleitung; darüber hinaus werden Kerne und weitere Komponenten mechanisch belastet.Finally, there would basically still be the possibility of sealing a transformer arrangement on a multilayer with a heat-conductive casting compound, in order to then cool the arrangement. Evident here, however, is the poor testability and repairability and the generally rather poor suitability of casting compounds for heat conduction; In addition, cores and other components are mechanically loaded.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, für Multi- layer-Träger der gattungsgemäßen Art mit eingesetzten Planarinduktivitäten eine Wärmeableitung zu schaffen, die insbesondere auch für hohe Verlustleistungen geeignet und mechanisch stabil ist sowie darüber hinaus eine einfache, kostengünstige und potentiell automatisierbare Fertigung gestattet .It is therefore an object of the present invention to provide heat dissipation for multilayer carriers of the generic type with planar inductors used, which is also particularly suitable for high power losses and is mechanically stable and, moreover, permits simple, inexpensive and potentially automated production.
Die Aufgabe wird durch die Vorrichtung nach dem Patentan- spruch 1 sowie die Verwendung nach dem Patentanspruch 9 gelöst; vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.The object is achieved by the device according to patent claim 1 and by the use according to patent claim 9; advantageous developments of the invention are described in the subclaims.
Vorteilhaft ermöglicht es die Erfindung, eine Planarinduk- tivität in einem Multilayer, insbesondere einer Schaltungsanordnung der Leistungselektronik, zu schaffen, die äußerst einfach in der Herstellung ist, sich für automatische Bestückung bzw. Realisierung eignet und darüber hinaus ein sehr hohes Maß an Wärmeabfuhr -- sowohl von dem wärmeerzeugenden Abschnitt des Multilayer als auch von dem Transformatorkern -- gestattet.The invention advantageously makes it possible to create a planar inductance in a multilayer, in particular a circuit arrangement of the power electronics, which is extremely simple to manufacture, is suitable for automatic assembly or implementation and, moreover, a very high level of heat dissipation - both from the heat-generating section of the multilayer and from the transformer core - permitted.
Erfindungsgemäß hat sich herausgestellt, daß die direkte, unmittelbare Verbindung des eine planare Kontaktfläche aufweisenden Kühlelements mit dem Kernelement Anordnungen hoher Verlustleistung mit entsprechend hoher Wärmeentwicklung gestattet, ohne daß. etwa Schäden an der Anordnung zu befürchten sind. Erfindungsgemäß werden die Transformatorkerne nicht nur als magnetische bzw. elektrische Komponenten, sondern als mechanische Elemente angesehen, die -- durch ihre relativ gute Wärmeleitung, etwa bei Ferrit -- als Wärmebrücken dienen und die Multilayer-Baugruppe fixieren. Auch realisieren die Kerne bei kürzestem Abstand eine größtmögliche Fläche zur Wärmeabfuhr am Entstehungs- ort .According to the invention, it has been found that the direct, direct connection of the cooling element having a planar contact surface to the core element permits arrangements of high power dissipation with correspondingly high heat development, without. damage to the arrangement is to be feared. According to the invention, the transformer cores are not only regarded as magnetic or electrical components, but rather as mechanical elements which - due to their relatively good heat conduction, for example in the case of ferrite - serve as thermal bridges and fix the multilayer assembly. The cores also realize the largest possible area for heat dissipation at the point of origin at the shortest distance.
Insbesondere bei Multilayern mit einer Mehrzahl von ver- teilten Kernen, bei welchen entsprechend viele unabhängige Kerne gekühlt werden müssen, ist dieser Ansatz bedeutsam, da sowohl der mechanische Aufwand gegenüber den mit aufwendigen Zusatzteilen realisierten Lösungen aus dem Stand der Technik verringert ist, als auch die Wärmeabfuhr effizien- ter gestaltet werden kann. Großflächige Kühlung wird so ohne mechanische Zusatzkomponenten ermöglicht, wobei die Wärme direkt am Entstehungsort (also der Transformatorwicklung bzw. dem Kern) abgeführt wird.This approach is particularly important in the case of multilayers with a plurality of distributed cores, in which a corresponding number of independent cores have to be cooled, since both the mechanical outlay compared to the solutions from the prior art implemented with complex additional parts is reduced, and also that Heat dissipation can be made more efficient. Large-area cooling is thus made possible without additional mechanical components, with the heat being dissipated directly at the point of origin (i.e. the transformer winding or the core).
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Klebeschicht vorteilhaft Toleranzprobleme zwischen den verschiedenen Kernen einer Matrixanordnung und dem plattenförmigen Kühlelement ausgleichen. Insbesondere spielt dann die Dicke der Mehrschicht-Leiterplatte und die Dicke der Kerne für die mecha- nische Befestigung keine Rolle mehr. Vorteilhaft sind zudem die -- aus sprödem Material, etwa Ferrit, realisierten -- Kernelemente zuverlässig fixiert, wodurch die Baugruppe äußerst vibrationsfest ist.In addition, the adhesive layer according to the invention can advantageously compensate for tolerance problems between the various cores of a matrix arrangement and the plate-shaped cooling element. In particular, the thickness of the multilayer printed circuit board and the thickness of the cores no longer play a role for the mechanical fastening. The core elements, which are made of brittle material, such as ferrite, are also advantageously reliably fixed, as a result of which the assembly is extremely vibration-resistant.
Insbesondere wenn vorteilhaft eine großflächige, durchgehende metallische Kühlplatte als Kühlelement verwendet wird, dient diese in geeigneter Weise als Abschirmung gegen Störfelder der Induktivitäten.In particular, if a large-area, continuous metal cooling plate is advantageously used as the cooling element, this serves in a suitable manner as a shield against interference fields of the inductors.
Auch liegt es im Rahmen der Erfindung, für die erfindungsgemäßen Verbindungen elektrisch leitfähige Klebstoffe zu verwenden, die, da elektrisch leitfähig, oft auch eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen; hinsichtlich der Wärmeableitung bestehen dadurch deutliche Vorteile gegenüber isolie- renden Kunststoffen, wie sie etwa für Vergußzwecke eingesetzt werden.It is also within the scope of the invention to use electrically conductive adhesives for the connections according to the invention which, since they are electrically conductive, often also have good thermal conductivity; With regard to heat dissipation, there are clear advantages over insulating plastics, such as those used for potting purposes.
Zudem hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, das erfindungsgemäße Kühlelement zusätzlich zur Kühlung von Halb- leitern oder anderen, wärmeerzeugenden elektronischen Bauelementen auf der Trägerplatine (Multilayer) zu verwenden, so daß ein vollständiges, kompaktes und effizientes Kühl- und Montagesystem für elektrische Leistungsmodule ensteht .In addition, it has proven to be advantageous to use the cooling element according to the invention in addition for cooling semiconductors or other heat-generating electronic components on the carrier board (multilayer), so that a complete, compact and efficient cooling and mounting system for electrical power modules is produced.
Besonders bevorzugt ist es zudem weiterbildungsgemäß möglich, das erfindungsgemäße Kühlelement so gegenüber den weiteren, zu kühlenden elektronischen Bauelemente zu plazieren, daß innerhalb eines einzelnen Arbeitsganges bzw. Montagevorganges sowohl eine Kühlung des Kernelements als auch des zusätzlich zu kühlenden, elektronischen Bauelements erfolgen kann; geeignet kann dies etwa durch entsprechend bemessene Vorsprünge oder profilierte Abschnitte des Kühlelements an Angriffs- und Kontaktstellen für einen zu kühlenden Leistungshalbleiter erfolgen. Im Ergebnis ent- steht dadurch eine insbesondere auch für SMD-bestückte Anordnungen ein Kühlsystem ohne zusätzlichen Aufwand. Schließlich ist es ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung, die -- teuere -- Multilayer-Oberflache von zusätzlichen, mechanischen Befestigungselementen freizuhalten, und statt dessen Raum für weitere Peripherie- Elektronik, etwa für SMD-Bestückung, und/oder zusätzliche Sicherheitsabstände bereitzustellen. It is also particularly preferred according to the further development to place the cooling element according to the invention in relation to the other electronic components to be cooled in such a way that both the core element and the electronic component to be additionally cooled can be cooled within a single operation or assembly process; suitably this can be done, for example, by appropriately dimensioned projections or profiled sections of the cooling element at points of attack and contact for a power semiconductor to be cooled. As a result, a cooling system is created without additional effort, especially for arrangements equipped with SMD. Finally, it is a major advantage of the arrangement according to the invention to keep the - expensive - multilayer surface free of additional, mechanical fastening elements, and instead to provide space for further peripheral electronics, for example for SMD assembly, and / or additional safety clearances.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie aus den anliegenden Zeichnungen. Diese zeigen:Further advantages, features and details of the invention result from the following description of preferred exemplary embodiments and from the attached drawings. These show:
Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine erfindungsgemäß zu kühlende Leiterplattenanordnung mit einer Mehrzahl von verteilt angeordneten Transformatoren und Drosseln;Figure 1 is a schematic plan view of a circuit board arrangement to be cooled according to the invention with a plurality of distributed transformers and chokes.
Fig. 2: eine seitliche Schnittansicht durch eine zu kühlende Planarinduktivität gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;2 shows a side sectional view through a planar inductance to be cooled according to a first preferred embodiment of the invention;
Fig. 3: eine seitliche Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung mit zusätzlichen Halbleiter-Leistungselementen;3 shows a side sectional view of a further embodiment of the invention with additional semiconductor power elements;
Fig. 4 bisFig. 4 to
Fig. 6: Vorgehensweise zum Kühlen von Planarinduk- tivitäten aus dem Stand der Technik.Fig. 6: Procedure for cooling planar inductors from the prior art.
Für die Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 gelten Bezugszeichen entsprechend den Fig. 4 bis 6, sofern identische Komponenten betroffen sind.For the description of the exemplary embodiments in FIGS. 1 to 3, reference numerals corresponding to FIGS. 4 to 6 apply if identical components are concerned.
Fig. -1 zeigt die Draufsicht auf eine Leistungshalbleiter- Anordnung mit einer Multilayer-Platine 10 und einem plat- tenförmigen, flächigen Kühlkörper 22 aus gängigem Kühlkörpermaterial, etwa Kupfer oder Aluminium.1 shows the top view of a power semiconductor arrangement with a multilayer circuit board 10 and a plate-shaped, flat heat sink 22 made of common heat sink material, such as copper or aluminum.
Auf der Leiterplatte 10 ist eine Mehrzahl von Transformatoren (bzw. Drosseln) 38 -- teils in Matrixform verteilt -- angeordnet, wobei diese Transformatoren (Kerne und Wicklung) auf ihrer der in Fig. 1 gezeigten Bestückungsseite abgewandten Seite durch Kontakt mit dem ganzflächigen Kühlkörper 22 gekühlt und gehalten werden. Zusätzlich zeigt die Fig. 1 eine Mehrzahl von (SMD-bestück- ten) elektronischen Bauelementen 40 auf der Bestückungs- seite der Platine 10, und es ist eine Mehrzahl von Lei- stungs-Halbleiterelementen 42 erkennbar, die ebenfalls durch Kontakt mit dem Kühlkörper 22 gekühlt werden.A plurality of transformers (or chokes) 38 - partly distributed in matrix form - is arranged on the printed circuit board 10, these transformers (cores and winding) on their side facing away from the component side shown in FIG. 1 by contact with the all-over heat sink 22 cooled and kept. In addition, FIG. 1 shows a plurality of (SMD-equipped) electronic components 40 on the component-side of the circuit board 10, and a plurality of power semiconductor elements 42 can also be seen, which are also in contact with the heat sink 22 be cooled.
Fig. 2 zeigt nunmehr in einer schematischen Seitenansicht das grundsätzliche Prinzip der Erfindung. In der bereits vorstehend beschriebenen Weise sind der erste Transforma- torkern 12 und der zweite Transformatorkern 16 Abschnitte 18 der Platine 10 umschließend als Planartransformator ausgebildet. Erfindungsgemäß ist zusätzlich das E-förmige, erste Transformatorelement 12 mittels einer beispielhaft elektrisch leitenden, wärmelei fähigen Klebeverbindung 44 mit der abwärts gerichteten Oberfläche des Multilayer 10 zwischen den Schenkeln 14 verbunden, und es ist die plane Oberfläche des Transformatorkerns 12 ganzflächig mittels eines wärme- und elektrisch leitfähigen Klebers 46 mit dem Kühlkörperblech 22 verbunden. Der für die Klebeverbindungen 44 bzw. 46 eingesetzte Kleber weist bevorzugt Metallpartikel od.dgl. auf, die nicht nur eine elektrische Leitfähigkeit zwischen den beteiligten Komponenten herstellen, sondern darüber hinaus auch für eine deutlich überlegene Wärmeleitfähigkeit sorgen. Bezogen auf die magnetischen Eigenschaften der auf diese Weise gekühlten Kerne ist jedoch die elektrische Verbindung zwischen Transformatorkern und Kühlkörper praktisch ohne nachteilige Konsequenz.Fig. 2 now shows a schematic side view of the basic principle of the invention. In the manner already described above, the first transformer core 12 and the second transformer core 16 are designed to enclose sections 18 of the circuit board 10 as a planar transformer. According to the invention, the E-shaped, first transformer element 12 is additionally connected to the downward-facing surface of the multilayer 10 between the legs 14 by means of an electrically conductive, heatable adhesive connection 44, and it is the flat surface of the transformer core 12 over the entire surface by means of a heat and electrically conductive adhesive 46 connected to the heat sink plate 22. The adhesive used for the adhesive connections 44 and 46 preferably has metal particles or the like. that not only create electrical conductivity between the components involved, but also ensure a significantly superior thermal conductivity. With regard to the magnetic properties of the cores cooled in this way, however, the electrical connection between the transformer core and the heat sink is practically without disadvantageous consequence.
Die Fig. 3 verdeutlicht die prinzipielle erfindungsgemäße Anordnung der Fig. 2 in einem Umfeld eines wärmeerzeugenden Leistungsmoduls, wie es etwa ein elektronisches Schaltnetzteil ist. Der Transformatoranordnung 12, 16 benachbart ist ein Leistungshalbleiter 42, etwa ein isolierter Schalttransistor, welcher in der gezeigten Weise ebenfalls über eine Kleberverbindung 48 mit dem Kühlkörper 22 verbunden ist und so nicht nur die vorhandene Kühlfläche ausnutzt, sondern zudem für weitere, mechanische Stabilisierung der Anordnung sorgt. Entsprechendes gilt für die abschnittsweise, direkte wärmeableitende Kontaktierung des Multilayer im Bereich des Vorsprungs 50 des Kühlkörpers 22, sowie für die seitliche Befestigung und Kühlung des Leistungstransistors 42 ' , der über eine Zwischenlage (Isolation) 52 mit einem entsprechend herausgearbeiteten Abschnitt des Kühlkörpers 22 verbunden ist .FIG. 3 illustrates the basic arrangement according to the invention of FIG. 2 in an environment of a heat-generating power module, such as is an electronic switching power supply. Adjacent to the transformer arrangement 12, 16 is a power semiconductor 42, for example an insulated switching transistor, which is likewise connected to the heat sink 22 via an adhesive connection 48 in the manner shown and thus not only uses the available cooling surface, but also for further mechanical stabilization of the arrangement worries. The same applies to the direct, section by section Heat-dissipating contacting of the multilayer in the region of the projection 50 of the heat sink 22, and for the lateral fastening and cooling of the power transistor 42 ', which is connected to a correspondingly worked-out section of the heat sink 22 via an intermediate layer (insulation) 52.
Auf die gezeigte Weise kann eine thermisch und mechanisch optimierte Wärmeableitung für Leistungsmultilayer mit inte- grierten Transformatoren oder Drosseln realisiert werden.In the manner shown, thermally and mechanically optimized heat dissipation for power multilayers with integrated transformers or chokes can be implemented.
Darüber hinaus ist es möglich, die gezeigten Anordnungen mittels einer weitgehend automatisierten Produktionseinrichtung zu fertigen, die idealerweise auch in Zusammenhang mit SMD-Bestückung/Lötung die Automatisierung der Herstellung eines vollständigen Leistungsmoduls erlaubt. Insbesondere bei größeren Stückzahlen ist damit eine kostengünstige Produktion, verbunden mit reproduzierbaren Kühlungseigenschaften, durchführbar .In addition, it is possible to manufacture the arrangements shown by means of a largely automated production facility, which ideally also allows the automation of the production of a complete power module in connection with SMD assembly / soldering. In particular with larger quantities, this makes it possible to carry out cost-effective production combined with reproducible cooling properties.
Ergänzend ermöglicht die Erfindung die zusätzliche Kühlung von SMD-Leistungskomponenten, etwa in Gehäusen wie D-Pack, D2-Pack, SOT 223 usw. ohne zusätzlichen Aufwand. Durch den Multilayer hindurch wird die entstehende Verlustwärme auf den Außenkühler abgeleitet; dies ist etwa in der Fig. 3 oberhalb des Vorsprungs 50 zu erkennen. Darüber hinaus kann vorteilhaft zur Verbesserung der Wärmeleitung unterhalb der Leist'ungskomponenten Kupfer od.dgl. Wärmeleitmaterial in den Multilayer eingebracht sein, wobei die Lagen mit Vias untereinander verbunden sein können.In addition, the invention enables the additional cooling of SMD power components, for example in housings such as D-Pack, D 2 -Pack, SOT 223 etc. without additional effort. The resulting heat loss is dissipated to the external cooler through the multilayer; this can be seen in FIG. 3 above the projection 50. Moreover, advantageous for improving the heat conduction or the like below the Leist 'ungskomponenten copper. Thermally conductive material can be introduced into the multilayer, wherein the layers can be connected to one another with vias.
Zudem paßt sich generell der Klebstoff allen Unebenheiten an, so daß nicht nur der thermische Öbergangswiderstand durch eingeschlossene Luft zwischen allen beteiligten Kom- ponenten verringert wird; darüber hinaus findet ein effektiver Flächenausgleich statt. Nach dem Aushärten können zudem die Teile gegeneinander nicht mehr verschoben werden; es entsteht nicht nur eine zuverlässige, dauerhafte thermische, sondern auch eine entsprechend belastbare und rüttelfeste mechanische Verbindung.In addition, the adhesive generally adapts to all unevenness, so that not only is the thermal contact resistance reduced by trapped air between all components involved; there is also an effective area compensation. After curing, the parts can also no longer be moved against each other; it not only creates a reliable, lasting one thermal, but also a correspondingly resilient and vibration-proof mechanical connection.
Zur weiteren Optimierung der Erfindung können bevorzugt die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Multilayers und der Kühlplatte aneinander angepaßt werden. Da ein derartiger Leistungsmultilayer sehr viel Kupfer enthält, ist die thermische Längenausdehnung einer solchen Platte ungefähr gleich der von Kupfer (Multilayer FR 4: 10 - 17 10" 6/K; Kupfer: 16,5 10"6/K; Ferrit: 10,5 10"6/K) .To further optimize the invention, the different expansion coefficients of the multilayer and the cooling plate can preferably be matched to one another. Since such a power multilayer contains a lot of copper, the thermal linear expansion of such a plate is approximately equal to that of copper (multilayer FR 4: 10 - 17 10 " 6 / K; copper: 16.5 10 " 6 / K; ferrite: 10, 5 10 "6 / K).
Mit einer typischen Klebstoffdicke von etwa 150 Mikrometern ist diese relativ gering und bietet entsprechend geringen Wärmeübergangswiderstand. Neben insbesondere flüssig auftragbaren Klebstoffen ist für eine oder jede der beiden Klebverbindungen auch eine doppelseitige, thermisch leitende Klebfolie möglich. With a typical adhesive thickness of around 150 micrometers, this is relatively small and offers a correspondingly low heat transfer resistance. In addition to, in particular, liquid adhesives, a double-sided, thermally conductive adhesive film is also possible for one or each of the two adhesive connections.

Claims

PATENTANSPRÜCHE PATENT CLAIMS
1. Vorrichtung zum Kühlen einer Planarinduktivität, insbe- sondere eines Planartransformators , auf einem eine Mehrzahl von Leitungsschichten aufweisenden, plattenförmigen Träger (10), wobei mindestens eine Leitungsschicht des Trägers im Zusammenwirken mit einem zum Führen eines magnetischen Flusses ausgebildeten Kernelement (12, 16) die Planarinduktivität realisiert,1. Device for cooling a planar inductance, in particular a planar transformer, on a plate-shaped carrier (10) having a plurality of conductor layers, at least one conductor layer of the carrier interacting with a core element (12, 16) designed to conduct a magnetic flux. realizes the planar inductance,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
daß das Kernelement auf seiner ersten, einer Oberfläche des Trägers (10) zugewandten Seite mit dieser mittels eines wärmeleitenden Klebers (44) verbunden und auf einer zweiten, planaren Außenfläche bevorzugt i.w. ganzflächig mit einem eine planare Kontaktfläche aufweisenden Kühlelement (22) verklebt ist.that the core element on its first side facing a surface of the carrier (10) is connected to it by means of a heat-conducting adhesive (44) and preferably i.w. on a second, planar outer surface is glued over the entire surface to a cooling element (22) having a planar contact surface.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement zum zusätzlichen Kühlen eines auf dem Träger (10) vorgesehenen Leistungshalbleiters od.dgl. wärmeerzeugenden, elektronischen Bauelements vorgesehen ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the cooling element for the additional cooling of a provided on the carrier (10) power semiconductor or the like. heat-generating, electronic component is provided.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement in einem Kontaktbereich (50) mit dem Leistungshalbleiter (42) einen Vorsprung bzw. einen geeignet profilierten Abschnitt aufweist.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the cooling element in a contact area (50) with the power semiconductor (42) has a projection or a suitably profiled section.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem plattenförmigen Träger eine Mehrzahl von bevorzugt in regelmäßigen Abständen ange- ordneten Planarinduktivitäten vorgesehen ist, die jeweils ein Kernelement aufweisen, wobei ein gemeinsames Kühlelement mit den Kernelementen verklebt ist. 4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a plurality of preferably arranged at regular intervals planar inductors is provided on the plate-shaped carrier, each having a core element, wherein a common cooling element is glued to the core elements.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement plattenförmig und sich i.w. parallel zum Träger (10) erstreckend ausgebildet ist .5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the cooling element is plate-shaped and i.w. extending parallel to the carrier (10).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlelement sich i.w. über eine Gesamtfläche des plattenförmigen Trägers (10) erstreckt.6. The device according to claim 5, characterized in that the cooling element i.w. extends over an entire surface of the plate-shaped carrier (10).
7.- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verklebung zwischen dem Kernelement und dem Träger und/oder eine Verklebung zwischen dem Kernelement und dem Kühlelement mit einem Klebstoff einer Dicke zwischen 100 und 200 Mikrometern realisiert ist.7.- Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that an adhesive bond between the core element and the carrier and / or an adhesive bond between the core element and the cooling element is realized with an adhesive having a thickness between 100 and 200 micrometers.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verklebung zwischen dem Kernelement und dem Träger ünd/oder zwischen dem Kernelement und dem Kühlelement mittels einer doppelseitigen, thermisch leitenden Klebfolie realisiert ist.8. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that an adhesive bond between the core element and the carrier and / or between the core element and the cooling element is realized by means of a double-sided, thermally conductive adhesive film.
9. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Realisierung eines Schaltnetzteils, eines Spannungskonverters oder eines Netzteils. 9. Use of the device according to one of claims 1 to 8 for realizing a switching power supply, a voltage converter or a power supply.
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Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE359692T1 (en) * 1999-09-13 2007-05-15 Commergy Technologies Ltd PCB ARRANGEMENT
FR2798814B1 (en) * 1999-09-22 2001-11-16 Valeo Vision IMPROVEMENTS IN ELECTRONIC THERMAL DRAIN ASSEMBLIES, IN PARTICULAR FOR A MOTOR VEHICLE PROJECTOR DISCHARGE LAMP CONTROL MODULE
AU2001263348A1 (en) * 2000-05-19 2001-12-03 Philip A. Harding Slot core transformers
US6518868B1 (en) * 2000-08-15 2003-02-11 Galaxy Power, Inc. Thermally conducting inductors
US6459586B1 (en) 2000-08-15 2002-10-01 Galaxy Power, Inc. Single board power supply with thermal conductors
CN1261753C (en) * 2000-09-22 2006-06-28 M-福来克斯多精线电子学公司 Electronic transformer/inductor device and methods for making same
US7135952B2 (en) * 2002-09-16 2006-11-14 Multi-Fineline Electronix, Inc. Electronic transformer/inductor devices and methods for making same
US20040255604A1 (en) * 2003-01-27 2004-12-23 Longardner Robert L. Heat extraction system for cooling power transformer
US6714414B1 (en) * 2003-02-07 2004-03-30 Morningstar Corporation Spring spacer assemblies for maintaining electrical components in contact with thermal transfer surfaces
EP1458226A3 (en) * 2003-03-11 2006-06-28 Fujitsu Hitachi Plasma Display Limited Circuit board assembly and flat coil
US6844802B2 (en) * 2003-06-18 2005-01-18 Advanced Energy Industries, Inc. Parallel core electromagnetic device
KR20060054393A (en) * 2003-08-01 2006-05-22 지멘스 악티엔게젤샤프트 Electronic unit and method for manufacturing an electronic unit
JP4311243B2 (en) * 2004-03-15 2009-08-12 株式会社デンソー Electronics
US6963256B2 (en) * 2004-03-29 2005-11-08 Radhakrishnaiah Setty Low cost splitter
US7271697B2 (en) * 2004-12-07 2007-09-18 Multi-Fineline Electronix Miniature circuitry and inductive components and methods for manufacturing same
US7436282B2 (en) 2004-12-07 2008-10-14 Multi-Fineline Electronix, Inc. Miniature circuitry and inductive components and methods for manufacturing same
US7167074B2 (en) * 2005-01-12 2007-01-23 Medtronic, Inc. Integrated planar flyback transformer
DE102005008521A1 (en) * 2005-02-24 2006-08-31 OCé PRINTING SYSTEMS GMBH Arrangement and method for cooling a power semiconductor
US20060250205A1 (en) * 2005-05-04 2006-11-09 Honeywell International Inc. Thermally conductive element for cooling an air gap inductor, air gap inductor including same and method of cooling an air gap inductor
US20060261783A1 (en) * 2005-05-23 2006-11-23 Paul Gamboa Electronic battery module (EBM) with bidirectional DC-DC converter
US7645941B2 (en) 2006-05-02 2010-01-12 Multi-Fineline Electronix, Inc. Shielded flexible circuits and methods for manufacturing same
US9030822B2 (en) 2011-08-15 2015-05-12 Lear Corporation Power module cooling system
US9076593B2 (en) 2011-12-29 2015-07-07 Lear Corporation Heat conductor for use with an inverter in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
US8971041B2 (en) 2012-03-29 2015-03-03 Lear Corporation Coldplate for use with an inverter in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
US8902582B2 (en) * 2012-05-22 2014-12-02 Lear Corporation Coldplate for use with a transformer in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
US8971038B2 (en) * 2012-05-22 2015-03-03 Lear Corporation Coldplate for use in an electric vehicle (EV) or a hybrid-electric vehicle (HEV)
DE102012222959B4 (en) * 2012-12-12 2015-04-02 Semikron Elektronik Gmbh & Co. Kg Power component device
WO2014206460A1 (en) * 2013-06-26 2014-12-31 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Switched mode power supply module and method of manufacturing the same
CN104684338B (en) * 2013-11-26 2018-01-30 台达电子企业管理（上海）有限公司 Cooling base and electronic installation
JP6115464B2 (en) * 2013-12-20 2017-04-19 株式会社オートネットワーク技術研究所 Circuit structure
US9615490B2 (en) 2014-05-15 2017-04-04 Lear Corporation Coldplate with integrated DC link capacitor for cooling thereof
US9362040B2 (en) 2014-05-15 2016-06-07 Lear Corporation Coldplate with integrated electrical components for cooling thereof
US10147531B2 (en) 2015-02-26 2018-12-04 Lear Corporation Cooling method for planar electrical power transformer
FR3045922B1 (en) * 2015-12-17 2018-09-21 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives ELECTRONIC DEVICE COMPRISING AT LEAST ONE INDUCTANCE INCLUDING PASSIVE THERMAL MANAGEMENT MEANS
US10104805B2 (en) 2016-05-09 2018-10-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Self cooling stretchable electrical circuit having a conduit forming an electrical component and containing electrically conductive liquid
EP3416467B1 (en) * 2017-06-13 2022-05-04 ABB Schweiz AG Heat exchanger structure for a rack assembly
JP2020087994A (en) * 2018-11-16 2020-06-04 三菱電機株式会社 Planar transformer
DE202019101381U1 (en) * 2019-03-12 2020-06-15 Tridonic Gmbh & Co Kg Coil with a coil core with local cooling, transformer with such a coil and system with such a transformer
JP7326782B2 (en) * 2019-03-13 2023-08-16 Tdk株式会社 Transformers and power supplies

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4622627A (en) * 1984-02-16 1986-11-11 Theta-J Corporation Switching electrical power supply utilizing miniature inductors integrally in a PCB
US5598327A (en) * 1990-11-30 1997-01-28 Burr-Brown Corporation Planar transformer assembly including non-overlapping primary and secondary windings surrounding a common magnetic flux path area
JPH04209509A (en) * 1990-12-04 1992-07-30 Mitsubishi Electric Corp Transformer for metal-based board
GB2252208B (en) * 1991-01-24 1995-05-03 Burr Brown Corp Hybrid integrated circuit planar transformer
FR2689361B1 (en) * 1992-03-24 1994-05-13 Thomson Csf INDUCTIVE CIRCUIT COOLING DEVICE.
US5305185A (en) * 1992-09-30 1994-04-19 Samarov Victor M Coplanar heatsink and electronics assembly
US5652561A (en) * 1993-06-29 1997-07-29 Yokogawa Electric Corporation Laminating type molded coil
DE69619420T2 (en) * 1995-03-29 2002-10-31 Valeo Electronique Creteil Transformer device, in particular for a supply device for discharge lamps in motor vehicles
US5973923A (en) * 1998-05-28 1999-10-26 Jitaru; Ionel Packaging power converters

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9854735A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP0985218B1 (en) 2001-10-04
US6222733B1 (en) 2001-04-24
WO1998054735A1 (en) 1998-12-03

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