ITMI20030013U1

ITMI20030013U1 - CIRCUIT PLATE WITH REAR GROUND BRANCH

Info

Publication number: ITMI20030013U1
Authority: IT
Inventors: Marian Baran; Annette Boelcke; Bernd Kaiser; Robert Kalicki; Joerg Romahn
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2002-05-29
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2003-11-30
Also published as: FR2840503B3; CN2572720Y; DE20208478U1; FR2840503A3; ES1053051U; ES1053051Y

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

L’invenzione si riferisce ad una piastra circuitale, che su uno dei suoi due lati - il lato anteriore - è equipaggiata con componenti elettrici e, oppure elettronici, laddove sul lato anteriore della piastra circuitale è presente almeno una linea elettrica di massa. The invention refers to a circuit board, which on one of its two sides - the front side - is equipped with electrical and / or electronic components, where at least one electrical ground line is present on the front side of the circuit board.

L'invenzione si pone il compito di indicare una piastra circuitale termicamente migliorata rispetto alla piastra circuitale già nota. The invention has the aim of indicating a thermally improved circuit board with respect to the already known circuit board.

Per una piastra circuitale del genere menzionato all'inizio secondo l’invenzione questo problema viene risolto per il fatto che sul lato posteriore della piastra circuitale è presente almeno un aggiuntiva linea di massa collegata elettricamente con almeno una linea di massa del lato anteriore e questa almeno una linea di massa supplementare è associata spazialmente ad almeno un componente sul lato anteriore. For a circuit board of the kind mentioned at the beginning according to the invention this problem is solved by the fact that on the rear side of the circuit board there is at least one additional ground line electrically connected to at least one ground line on the front side and this at least an additional mass line is spatially associated with at least one component on the front side.

Un sostanzialmente vantaggio della piastra circuitale secondo l’invenzione sta' nel fatto che viene ridotto lo sviluppo di calore dissipato durante il funzionamento della piastra circuitale, poiché è presente un aggiuntiva linea di massa sul lato posteriore della piastra circuitale, che riduce la resistenza elettrica rispettivamente la resistenza complessiva della linea di massa sul lato anteriore. Un ulteriore sostanziale vantaggio della piastra circuitale secondo l’invenzione e che l’inevitabile calore termico dissipato, mediante l’aggiuntiva linea di massima viene assai semplicemente disperso sul lato posteriore della piastra circuitale; infatti l’aggiuntiva linea di mass non soltanto è attiva elettricamente ma anche termicamente. In seguito a questa efficacia termica dell’aggiuntiva linea di massa la piastra circuitale secondo l’invenzione può operare con una corrente più alta rispetto ad una convenzionale piastra circuitale e raggiungere più alte potenze di funzionamento. A substantially advantage of the circuit board according to the invention lies in the fact that the development of dissipated heat during the operation of the circuit board is reduced, since there is an additional ground line on the rear side of the circuit board, which reduces the electrical resistance respectively the overall resistance of the ground line on the front side. A further substantial advantage of the circuit board according to the invention is that the inevitable thermal heat dissipated, by means of the additional principle, is very simply dispersed on the rear side of the circuit board; in fact, the additional mass line is not only electrically but also thermally active. Following this thermal efficiency of the additional ground line, the circuit board according to the invention can operate with a higher current than a conventional circuit board and reach higher operating powers.

Per ottenere una dispersione particolarmente efficace del calore dissipato rispettivamente un irradiazione del calore dissipato, conformemente ad un ulteriore sviluppo della piastra circuitale secondo l’invenzione viene considerato vantaggioso quando l’aggiuntiva linea di massa sul lato posteriore della piastra circuitale forma almeno un ramo di massa di grande superficie, la cui superficie almeno pari alla superficie di base del componente associato. In order to achieve a particularly effective dispersion of the dissipated heat or an irradiation of the dissipated heat, according to a further development of the circuit board according to the invention, it is considered advantageous if the additional ground line on the rear side of the circuit board forms at least one ground branch of large surface, whose surface is at least equal to the base surface of the associated component.

Nel caso di componenti aventi un fabbisogno di corrente particolarmente grande viene inoltre considerato vantaggioso quando sul ramo di massa di grande superficie oppure, nel caso di più rami di massa - o su almeno uno dei rami di massa di grande superficie è applicato almeno un corpo di raffreddamento. In the case of components having a particularly large current requirement, it is also considered advantageous when at least one body of cooling down.

Per ottenere che la piastra circuitale occupi particolarmente poco spazio, viene considerato vantaggioso quando almeno un corpo di raffreddamento è formato da un telaio di montaggio metallico, con il quale la piastra circuitale è fissabile nella oppure su una custodia; infatti con questo sviluppo dell’invenzione il telaio di montaggio, comunque necessario di regola per fissare la piastra circuitale, viene impiegato contemporaneamente come corpo di raffreddamento. Il telaio di montaggio pertanto ha una funzione doppia e precisamente serve a fissare la piastra circuitale come pure serve da corpo di raffreddamento. In order to obtain that the circuit board takes up particularly little space, it is considered advantageous when at least one cooling body is formed by a metal mounting frame, with which the circuit board can be fixed in or on a housing; in fact, with this development of the invention, the mounting frame, however normally necessary to fix the circuit board, is used simultaneously as a cooling body. The mounting frame therefore has a dual function and precisely serves to secure the circuit board as well as serves as a cooling body.

Per illustrare l’invenzione: To illustrate the invention:

la fig. 1 mostra il lato anteriore di un esempio di realizzazione per una piastra circuitale secondo l'invenzione,, fig. 1 shows the front side of an exemplary embodiment for a circuit board according to the invention,

la fig. 2 mostra il lato posteriore dell’esempio di realizzazione secondo la fig. 1 , fig. 2 shows the rear side of the embodiment example according to fig. 1,

la fig. 3mostra la piastra circuitale secondo le figg. 1 e 2 con un telaio di montaggio con linguette di avvitamento, fig. 3 shows the circuit board according to figs. 1 and 2 with a mounting frame with screw tabs,

la fig. 4 mostra la piastra circuitale secondo le figg. 1 e 2 con un telaio di montaggio con sostegni di brasatura, fig. 4 shows the circuit board according to figs. 1 and 2 with a mounting frame with brazing supports,

la fig. 5 mostra la piastra circtuitale secondo le figg. 1 e 2 con un telaio di montaggio perimetrale, con sostegni di brasatura verticali, e fig. 5 shows the circuit board according to figs. 1 and 2 with a perimeter mounting frame, with vertical brazing supports, e

la fig. 6 mostra la piastra circuitale secondo le figg. 1 e 2 con un telaio di montaggio perimetrale con linguette di avvitamento orizzontali. fig. 6 shows the circuit board according to figs. 1 and 2 with a perimeter mounting frame with horizontal screw tabs.

La fig. 1 mostra il lato anteriore 5 di una piastra circuitale 10. Sul lato anteriore 5 della piastra circuitale 10 sono applicati componenti elettrici rispettivamente elettronici 15 10 e 22. Dei componenti 15, 10 e 22 un primo gruppo di componenti, formato dai componenti 20 e 22, presenta un fabbisogno di corrente maggiore rispetto ad un secondo gruppo di componenti, che nella fig. 1 sono contrassegnati con 15. Sul lato anteriore 5 della piastra circuitale 10 inoltre è presente una linea di massa 25 colleganti i componenti elettronici 15, 20 e 22. Fig. 1 shows the front side 5 of a circuit board 10. On the front side 5 of the circuit board 10, electrical components 15, 10 and 22, respectively, are applied. Of the components 15, 10 and 22 a first group of components, formed by the components 20 and 22 , has a higher current requirement than a second group of components, which in fig. 1 are marked with 15. On the front side 5 of the circuit board 10 there is also a ground line 25 connecting the electronic components 15, 20 and 22.

La fig. 2 mostra il lato posteriore 30 della piastra circuitale 10 secondo la fig, 1. Sul lato posteriore 30 si riconosce un ramo di massa 40 di grande superficie agente come aggiuntiva linea di massa. Questo ramo di massa 40 di grande superficie è collegato elettricamente mediante due prese di contatto passanti 41 con la linea di massa 25 sul lato anteriore 5 della piastra circuitale 10. Fig. 2 shows the rear side 30 of the circuit board 10 according to Fig. 1. On the rear side 30 a large surface ground branch 40 acting as an additional ground line can be recognized. This large surface ground branch 40 is electrically connected by means of two through contact sockets 41 with the ground line 25 on the front side 5 of the circuit board 10.

Come inoltre è desumibile dalla fig. 2 sono previste cinque ulteriori prese di contatto passanti contrassegnate con 42. Mediante queste cinque ulteriori prese di contatto passanti 42 si ottiene un diretto collegamento elettrico fra le connessioni di massa del componente 22 - non rappresentante più dettagliamene nelle fìgg. As can also be deduced from fig. 2 there are five further passing contact sockets marked 42. By means of these five further passing contact sockets 42 a direct electrical connection is obtained between the ground connections of the component 22 - no more detailed in figs.

1 e 2 per motivi di chiarezza - e il ramo di massa 40 di grande superficie e quindi garantisce un collegamento di massa di basso valore ohmico per il componente 22. 1 and 2 for the sake of clarity - and the ground branch 40 has a large surface area and thus ensures a low ohmic ground connection for component 22.

Le prese di contatto passante 41 e 42 a riguardo dovranno essere dimensionate in modo che è garantito un sufficiente flusso di corrente e di calore dalla linea di massa 25 al ramo di massa 40. In this regard, the through contact sockets 41 and 42 must be sized in such a way that a sufficient flow of current and heat is guaranteed from the ground line 25 to the ground branch 40.

Il ramo di massa 40 fronteggia spazialmente il componente 22; in altre parole: il ramo di massa 40 è situato nello stesso punto del componente, solo che si trova propriamente sul lato posteriore della piastra circuitale e non sul lato anteriore. Per esprimere ciò nelle figg 1 e 2 la fig. 2 mostra il lato posteriore della piastra circuitale 10 in una specie di “trasparenza" , ossia guardando dal lato anteriore della piastra circuitale; la linea di massa 25 che si trova sul lato anteriore della piastra circuitale nella figura 2 per tanto è rappresentato solo tratteggiata. La presentazione tratteggiata della linea di massa 25 in fig. 2 serve in tal caso ad evidenziare la posizione del ramo di massa 40. The mass branch 40 spatially faces the component 22; in other words: the ground branch 40 is located in the same point as the component, only that it is actually located on the rear side of the circuit board and not on the front side. To express this in figs 1 and 2, fig. 2 shows the rear side of the circuit board 10 in a kind of "transparency", that is, looking from the front side of the circuit board, the ground line 25 which is located on the front side of the circuit board in Figure 2 is therefore only shown dashed. The dotted presentation of the ground line 25 in Fig. 2 serves in this case to highlight the position of the ground branch 40.

Il ramo di massa 40 è approssimativamente o almeno di grandezza pari alla superficie di base del componente associato 22. The mass branch 40 is approximately or at least of a magnitude equal to the base surface of the associated component 22.

La funzione del ramo di massa 30 di grande superficie consiste nel dissipare rispettivamente irradiare il calore dissipato prodotto dal componente elettronico 22. Inoltre il ramo di massa di grande superficie agisce come aggiuntiva linea di massa che è inserita elettricamente in parallelo alla linea di massa 25 del lato anteriore 5 della piastra circuitale 10. In seguito a questa disposizione elettrica in parallelo viene ridotta la resistenza elettrica complessiva della linea di massa 25. The function of the large surface ground branch 30 is to dissipate or radiate the dissipated heat produced by the electronic component 22. Furthermore, the large surface ground branch acts as an additional ground line which is electrically inserted in parallel to the ground line 25 of the front side 5 of the circuit board 10. As a result of this parallel electrical arrangement, the overall electrical resistance of the ground line 25 is reduced.

Le figg. 3 e 4 mostrano telai di montaggio 50 e 60 disposti nell'ambito del ramo di massa 40 di grande superficie sulla piastra circuitale 10. I teli di montaggio 50 rispettivamente 60 servono in primo luogo a fissare la piastra circuitale nella rispettivamente su una non rappresentata nelle fig. 3 e 4 e in secondo luogo contemporaneamente servono a disperdere il calore dissipato, che viene prodotto dal componente elettronico 22 e mediante il ramo di massa 40 di grande superficie viene trasmesso verso il telaio di montaggio 50 rispettivamente 60. I telai di montaggio 50 e 60 agiscono come dissipatore di calore. Figs. 3 and 4 show mounting frames 50 and 60 arranged in the area of the large surface ground branch 40 on the circuit board 10. The mounting sheets 50 respectively 60 serve in the first place to fix the circuit board in the respectively on a not shown in the fig. 3 and 4 and secondly at the same time serve to disperse the dissipated heat, which is produced by the electronic component 22 and is transmitted to the mounting frame 50 respectively 60 by means of the ground branch 40, respectively 60. The mounting frames 50 and 60 act as a heat sink.

Le fìgg. 5 e 6 mostrano telai di montaggio perimetrali 70 e 80 che abbracciano la piastra circuitale 10, ossia sono collegati sia con il lato anteriore 5 sia anche con il lato posteriore 30 della piastra circuitale 10. A riguardo è sempre assicurato che i teli di montaggio 70 e 80 sono disposti in quella zona del lato posteriore 30 della piastra circuitale 10, in cui si trova anche il ramo di massa 40 di grande superficie; infatti in tal modo viene assicurato che il calore dissipato, disperso mediante il ramo di massa di grande superficie dal componente elettronico 22, viene trasmesso al telaio di montaggio perimetrale e quindi ad esempio ad una custodia non rappresentata nelle fìg. 5 e 6. The figs. 5 and 6 show perimeter mounting frames 70 and 80 which embrace the circuit board 10, i.e. they are connected both with the front side 5 and also with the rear side 30 of the circuit board 10. In this regard it is always ensured that the mounting sheets 70 and 80 are arranged in that region of the rear side 30 of the circuit board 10, in which the large surface ground branch 40 is also located; in fact in this way it is ensured that the dissipated heat, dispersed by means of the large surface ground branch from the electronic component 22, is transmitted to the perimeter mounting frame and therefore for example to a case not shown in figs. 5 and 6.

Naturalmente le forme di realizzazione nei telai di montaggio 50, 60, 70 e 80 rappresentano unicamente esempi di realizzazione per teli di montaggio; il tecnico adatterà l'esecuzione dei teli di montaggio alle rispettive esigenze. Per questo adattamento va tenuto conto unicamente del fatto che il telo di montaggio si trova in contatto termico con almeno un ramo di massa di grande superfici -nell’esempio di realizzazione precedentemente descritto si tratta del ramo di massa 40. Of course, the embodiments in the mounting frames 50, 60, 70 and 80 only represent embodiments for mounting sheets; the technician will adapt the execution of the assembly sheets to the respective needs. For this adaptation it should be taken into account only the fact that the mounting sheet is in thermal contact with at least one mass branch of large surfaces - in the example of embodiment previously described it is the mass branch 40.

Claims

CLAIMS 1. Circuit board (10), which on one of its two sides - the front side (5) - is equipped with electrical and / or electronic components (15, 20, 22) whereas on the front side (5) of the circuit board ( 10) there is at least one electrical ground line (25), characterized in that on the rear side (30) of the circuit board (10) there is at least one additional ground line (40) electrically connected to at least one ground line (25) of the front side, and this at least one additional ground line (40) is spatially associated with at least one component (22) on the front side.

2. Circuit board according to claim 1, characterized in that the additional ground line (40) on the rear side (30) of the circuit board (10) forms at least one large surface ground branch (40), the surface of which is at least equal to the base surface of the associated component (22) .

3. Circuit board according to claim 2, characterized in that on the mass branch (40) with a large surface or - in the case of several mass branches, at least one cooling body (50, 60, 70, 80) is applied to at least one of the mass branches with a large surface.

4. Circuit board according to claim 3, characterized in that at least one cooling body is formed by means of a metal mounting frame (50, 60, 70, 80), with which the circuit board (10) can be fixed in or on the housing.