ITMI941689A1 - Apparecchio elettrico in particolare apparecchio di commutazione o di comando per autoveicoli - Google Patents
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Abstract
L'apparecchio elettrico secondo l'invenzione presenta una folla conduttrice (13) che supporta un circuito elettronico ed è munita di componenti di potenza SMD (18). La folla conduttrice (13) è montata su una piastra di supporto (10) per la stabilizzazione meccanica e per la dissipazione del calore generato dai componenti di potenza (18). Inferiormente al componente di potenza (18), sulla folla conduttrice (13) è realizzato uno strato marginale (23) brasabile che limita una rientranza (22) superficialmente grande. Questa rientranza (22) è riempita con una massa (25) termicamente conduttiva, per cui risulta possibile (fig. 1) un trasporto di calore su grande superficie dal componente di potenza (18) alla piastra di supporto (10) (Figura 1).
Description
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Stato della tecnica
L'invenzione si riferisce ad un apparecchio elettrico, in particolare un apparecchio di commutazione o di comando per autoveicoli, secondo il tipo esposto nella rivendicazione principale. Tali apparecchi elettrici sono per esempio noti dal documento DE-PS 4023 319. Questi apparecchi elettrici contengono un circuito elettronico, il cui elemento di base è una piastra portacircuito realizzata quale folia conduttrice, provvista di linee conduttrici ossia di strutture di commutazione. Con questa folia conduttrice sono collegati una molteplicità di componenti discreti, dei quali uno o più sono realizzati quali cosiddetti componenti di potenza che si scaldano durante il funzionamento del circuito ossia dell'apparecchio elettrico. La folia conduttrice è montata su una piastra di supporto che, da un lato, stabilizza meccanicamente la folia conduttrice e, dall'altro lato, serve alla sottrazione del calore emesso dai componenti di potenza. Questa piastra di supporto è fabbricata a tale scopo da un materiale a buona conduzione termica, per esempio da materiali di lavorazione metallici come l ' alluminio o simili . I componenti di potenz a realizzati 3⁄4el modo costruttivo SMD ( SMD=SurfaceMounted-Device) , devono essere montati, nel caso di tali apparecchi elettrici, sul lato superiore della folia conduttrice che è rivolto opposto alla piastra di supporto. Il trasporto di calore dal componente di potenza alla piastra di supporto termicamente conduttiva deve quindi avvenire attraverso la folia conduttrice. A tale scopo, però, le usuali folie conduttrici agiscono svantaggiosamente quali isolatori di calore, poiché la loro conduttività termica risulta sostanzialmente minore di quella di una piastra di supporto (metallica). Per migliorare la dissipazione di calore dal componente di potenza SMD alla piastra di supporto termicamente conduttiva, risulta anche noto il fatto di provvedere la folia conduttrice di contatti passanti, inferiormente al componente di potenza disposto sopra. Tali contatti passanti sono di regola costituiti da fori di piccolo diametro che passano attraverso la folia conduttrice e che, sul lato superiore ovvero sul lato inferiore della folia conduttrice, sono circondati da un rivestimento (per esempio uno strato brasato) termicamente conduttivo e sostanzialmente di forma circolare, laddove gli strati sul lato superiore e su quello inferiore sono fra loro collegati in modo termicamente conduttivo. Nel contempo, il diametro del foro di usuali contatti passanti ammonta per lo più a meno di 1 mm. A causa della geometria di questi contatti passanti, anche nel caso di una molteplicità di contatti passanti inferiormente ad un singolo componente di potenza, ne risulta spesso solo una trasmissione termica insufficiente dal componente di potenza alla piastra di supporto.
Vantaggi dell’invenzione
L'apparecchio elettrico secondo l'invenzione, in particolare un apparecchio di commutazione o di comando per autoveicoli con le caratteristiche caratterizzanti della rivendicazione principale, presenta rispetto a ciò il vantaggio che con un limitato dispendio tecnologico è possibile ottenere un trasporto di calore sostanzialmente migliore dal componente di potenza alla piastra di supporto termicamente conduttiva. Per mezzo della realizzazione secondo l'invenzione della folia conduttrice equipaggiata è possibile un trasporto di calore pressoché senza impedimenti dal componente di potenza alla piastra di supporto, senza che subentri una forte azione isolante mediante la folia conduttrice. In particolare, rispetto alle tradizionali folie conduttrici munite di contatti passanti ne risulta una conduttività termica sostanzialmente maggiore nella zona cfel componente di potenza.
La dissipazione termica dal componente di potenza alla piastra di supporto termicamente conduttiva può essere sostanzialmente ancora migliorata, qualora la folia conduttrice sia provvista almeno parzialmente di uno strato termicamente conduttivo sul suo lato inferiore.
Il trasporto di calore attraverso la folia conduttrice può inoltre essere ulteriormente migliorato, qualora lo strato marginale brasabile sul lato superiore della folia conduttrice sia collegato con lo strato termicamente conduttivo sul lato inferiore.
Particolarmente vantaggioso risulta quando la massa termicamente conduttiva presente nella rientranza è una pasta per brasare come quella che viene impiegata per accessoriare la folia conduttrice ovvero per applicare i componenti SMD.
Ulteriori vantaggi dell'invenzione sono esposti nella descrizione.
Disegni
Un esempio esecutivo dell'invenzione è descritto più dettagliatamente nella seguente descrizione e nei seguenti disegni.
La fig. 1 'illustra una sezione attraverso una folia conduttrice illustrata solo parzialmente accessoriata.
La fig. 2 illustra una vista da sopra di una folia conduttrice non accessoriata.
Descrizione dell'esempio esecutivo Nella fig. 1 è illustrata con 10 una piastra di supporto fatta da un materiale con buona conduzione termica. Questa piastra di supporto 10 può per esempio essere costituita da un materiale di lavorazione metallico, come per esempio l'alluminio. Sul lato superiore 11 della piastra di supporto 10 è applicato uno strato isolante 12. Su questo strato isolante 12 è applicata a sua volta una folia conduttrice 13 di per sé nota che, sul suo lato inferiore 14, è provvista di uno strato 15 termicamente conduttivo. Questo strato 15 termicamente conduttivo può essere per esempio un sottile strato di rame. Il lato superiore 16 è provvisto di linee conduttrici non illustrate che connettono fra loro i singoli componenti di un circuito elettronico. Di questi componenti, nella fig. 1 è illustrato un componente di potenza 18 realizzato nel modo costruttivo SMD. Tali componenti di potenza 18 generano durante il funzionamento del calore da dissipare e sono costituiti da un corpo di base 19 e da una parte inferiore brasabile 20, che serve anche quale superficie di raffreddamento.
Questi componenti di potenza SMD 18 sono montati, in modo di per sé noto ed a seguito descritto più dettagliatamente, sul lato superiore 16 della folia conduttrice 13 , essendo inoltre collegati con le linee conduttrici.
La folia conduttrice 13 presenta, all ' interno della superficie limitata dal componente di potenza 18 , una rientranza passante 22 , le cui dimensioni marginali sono rispettivamente più piccole delle corrispondenti dimensioni del componente di potenza SMD 18. Questa rientranza 22 è circondata, sul lato superiore 16 della folia conduttrice 13, da uno strato marginale brasabile 23 , le cui dimensioni corrispondono all ' incirca a quelle della parte inferiore 20 del componente di potenza SMD 18. Il componente di potenza 18 presenta, nell ' esempio esecutivo illustrato, una superficie di base all ' incirca rettangolare, può però avere anche una superficie di base diversamente conformata. Nel caso di questo esempio esecutivo viene limitata perciò, per mezzo dello strato marginale 23 , una superficie inferiormente al componente di potenza 18 , la cui lunghezza L e larghezza B corrispondono alla lunghezza ed alla larghezza della parte inferiore 20. Lo strato marginale brasabile 23 è costituito opportunamente da un sottile strato di rame come lo strato 15 termicamente conduttivo, ed è collegato con quest'ultimo per mezzo di uno strato 24 a forma di collare che poggia al bordo della rientranza 22. La rientranza 22 è riempita con una massa 25 termicamente conduttiva che opportunamente risulta essere una pasta per brasare di per sé nota per l'equipaggiamento con SMD.
Il componente di potenza SMD 18 è applicato con la sua parte inferiore 20 sulla parte superiore 16 della folia conduttrice in modo tale, per cui esso copre la rientranza 22 e lo strato marginale 23. Gli elementi di connessione 26 (piedini connettori) sono disposti a tale scopo su superfici di contatto brasabili 27 sulla folia conduttrice 16, le quali superfici sono collegate con le linee conduttrici. Il componente di potenza SMD 18 è collegato elettricamente conduttivo e meccanicamente con la folia conduttrice 13 ovvero con il circuito elettronico, mediante brasatura della sua parte inferiore con lo strato marginale 13 e mediante brasatura degli elementi di connessione 26 sulle superfici di contatto 27. L'equipaggiamento della folia conduttrice 13 con i componenti SMD avviene in modo di per sé noto mediante applicazione di una pasta per brasare sul lato superiore 16 della folia conduttrice, per cui sono coperti i tratti da brasare dello strato marginale 23 e delle superfici di contatto 27. Su questi tratti della folia conduttrice provvisti di pasta per brasare vengono applicati uno o più componenti di potenza e collegati con la folia conduttrice 13, mediante un procedimento di brasatura (per esempio brasatura cosiddetta reflow).
La massa 25 termicamente conduttiva nella rientranza 22 è opportunamente anche una pasta per brasare, come viene per esempio impiegata per accessoriare la folia conduttrice, per cui la rientranza 22 può essere riempita, applicando questa pasta per brasare durante il procedimento di equipaggiamento. Durante il procedimento di brasatura, questa massa termicamente conduttiva (pasta per brasatura) viene sciolta all'interno della rientranza 22, per cui si ottiene un collegamento fisso e con una buona conduzione fra la parte inferiore 20 del componente di potenza 18 e la piastra di supporto 10 termicamente conduttiva.
Nell'esempio esecutivo illustrato del componente di potenza SMD 18, la parte inferiore 20 presenta una superficie di base di circa 16 mm di lunghezza e 12 mm di larghezza. Corrispondentemente grandi sono le dimensioni esterne (L, B) dello strato marginale 23. La larghezza b dello strato marginale 23, disposto tutt 'intorno, è di circa 2 mm, per cui le dimensioni della rientranza 22 sono di circa 12 nun in lunghezza (LA) e di 8 mm in larghezza (BA). La lunghezza (LA) ovvero la larghezza (LB) della rientranza 22 è quindi sostanzialmente più grande della corrispondente estensione (larghezza) b dello strato marginale 23. In questo modo, nell’esempio esecutivo illustrato, la superficie della rientranza 22, riempita con la massa 25 termicamente conduttiva, ammonta al 50% della superficie complessiva della parte inferiore 20 e prende tutto lo spazio limitato dallo strato marginale 23. Le dimensioni del componente di potenza SMD 18 ovvero della sua parte inferiore 20 e lo strato marginale 23 ovvero la rientranza 22 sono in questo caso illustrati solo a titolo d'esempio.
Nell'equipaggiamento della folia conduttrice 13 con componenti di potenza SMD 18 risulta sensato il fatto di adattare le dimensioni esterne dello strato marginale 23 alle dimensioni esterne di un rispettivo componente di potenza e di avvicinare la larghezza b dello strato marginale ai presupposti necessari per un sufficiente fissaggio meccanico. La rientranza 22 ossia la massa 25 termicamente conduttiva può quindi prendere tutto lo spazio limitato dallo strato marginale 23 e rappresentare una superficie corrispondentemente grande di trasmissione del calore.
La rientranza 22 può essere realizzata durante la fabbricazione della folia conduttrice 13 mediante un semplice procedimento di imbutitura.
Contrariamente all'esempio esecutivo illustrato della folia conduttrice 13 ovvero della piastra di supporto 10, si può rinunciare allo strato isolante 12, quando la piastra di supporto 10 è costituita da un materiale elettricamente non conduttivo.
Claims (4)
- RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio elettrico, in particolare apparecchio di commutazione o di comando per autoveicoli, con una folia conduttrice (13) che supporta un circuito elettrico e che, con la sua parte inferiore (14), è applicata su una piastra di supporto (10) termicamente conduttiva, mentre, sulla sua parte superiore (16), supporta almeno un componente di potenza (18) riscaldantesi e realizzato nel modo costruttivo SMD, caratterizzato dal fatto che sulla parte superiore (16) della folia conduttrice (13), inferiormente all’elemento di potenza (18), è realizzato uno strato marginale (23) brasabile, le cui dimensioni esterne (L, B) corrispondono all 'incirca a quel|Lg( del componente di potenza (18), che lo strato marginale (23) limita una rientranza passante (22) nella folia conduttrice (13), la cui estensione (BA, LA), estendentesi parallelamente alla superficie, è più grande della corrispondente estensione (b) dello strato marginale (23) e che la rientranza (22) è riempita con una massa (25) termicamente conduttiva.
- 2. Apparecchio elettrico secondo 1 a rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la folia conduttrice (13) sul suo lato inferiore (14) è provvista almeno parzialmente di uno strato (15) termicamente conduttivo.
- 3. Apparecchio elettrico secondo 1 a rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che lo strato (15) termicamente conduttivo e lo strato marginale (23) sono fra loro collegati in modo conduttivo.
- 4. Apparecchio elettrico secondo una delle rivendicazioni 1 a 3, caratterizzato dal fatto che la massa (25) termicamente conduttiva è una pasta per brasare.
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