WO2018202245A1 - Heat sink - Google Patents

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WO2018202245A1
WO2018202245A1 PCT/DE2018/100400 DE2018100400W WO2018202245A1 WO 2018202245 A1 WO2018202245 A1 WO 2018202245A1 DE 2018100400 W DE2018100400 W DE 2018100400W WO 2018202245 A1 WO2018202245 A1 WO 2018202245A1
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Jörg KEGELER
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02K9/22Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
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    • H05K1/0206Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias

Abstract

The invention relates to a heat sink for absorbing heat from a heat-producing component. The aim of the invention is to provide a cost-effective, lightweight heat sink which has good thermal conductivity together with good electrical insulation properties. To achieve this, the heat sink comprises a multi-layer plate having a plurality of layers, on which a plurality of conductor tracks (1-6) which are insulated from one another are arranged, • all conductor tracks (1-6) being designed as open conductor tracks, thus not allowing the formation of a closed circuit, • the conductor tracks (1-6) of each layer having at least one conductor track section that vertically partially overlaps at least one conductor track section of a conductor track (1-6) of a neighbouring layer, and • the partially overlapping conductor tracks (1-6) running either in different directions, or in the same direction with a lateral offset to one another.

Description

Kühlkörper  heatsink
Die Erfindung betrifft einen Kühlkörper zur Entwärmung eines wärmeproduzierenden Bauteils. Ein wärmeproduzierendes Bauteil kann in diesem Zusammenhang beispielsweise ein leistungselektronisches System, ein Transformator oder eine dynamoelektrische Maschine sein. The invention relates to a heat sink for cooling a heat-producing component. A heat-producing component in this context may be, for example, a power electronic system, a transformer or a dynamoelectric machine.
Kühlkörper für derartige Anwendungszwecke bestehen üblicherweise aus einem gut wärme- leitfähigen Metall wie Aluminium oder Kupfer. Die gute Wärmeleitfähigkeit dieser Metalle geht mit einer guten elektrischen Leitfähigkeit einher. Dies kann insbesondere bei mit Wechselstrom betriebenen Anwendungen hoher Leistung problematisch sein. In diesen Anwendungsfällen besteht die Gefahr, dass Wirbelströme in die Kühlkörper induziert werden, die zu Verlustleistung führen. Um diese Wirbelstromverlusten zu vermeiden, werden insbesondere in der Leistungselektronik zur Entwärmung von Bauteilen Kühlkörper aus keramischen Werkstoffen wie Aluminiumoxid und Aluminiumsnitrit eingesetzt. Diese Werkstoffe verfügen trotz ihrer guten Wärmeleitfähigkeit über einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand. Nachteilhaft an diesen Werkstoffen ist ihr vergleichsweise hoher Preis. Heat sinks for such applications usually consist of a good heat-conductive metal such as aluminum or copper. The good thermal conductivity of these metals is accompanied by good electrical conductivity. This can be particularly problematic in high power AC powered applications. In these applications, there is a risk that eddy currents are induced in the heat sink, which lead to power loss. In order to avoid these eddy current losses, heat sinks made of ceramic materials such as aluminum oxide and aluminum nitrite are used in particular in power electronics for cooling components. Despite their good thermal conductivity, these materials have a high electrical resistivity. A disadvantage of these materials is their comparatively high price.
Beispielsweise aus der DE 10 2013 201758 A1 ist es bekannt, Kunststoffe mit wärmeleitfähi- gen Füllstoffen zu verwenden, um eine gute Wärmeleitfähigkeit mit elektrisch isolierendem Material zu gewährleisten. In der hier zitierten Schrift wird dieses Material zur verbesserten Entwärmung um einen Statorkörper einer elektrischen Maschine angeordnet. For example, from DE 10 2013 201758 A1 it is known to use plastics with thermally conductive fillers in order to ensure a good thermal conductivity with electrically insulating material. In the document cited here, this material is arranged for improved heat dissipation around a stator body of an electrical machine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstigen und Kühlkörper mit geringer Masse und guter Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig guten elektrischen Isolationseigenschaften zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird durch einen Kühlkörper mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Ein derartiger Kühlkörper umfasst eine Multilayer-Platine mit einer Vielzahl von Layern, auf denen eine Vielzahl voneinander elektrisch isolierter Leiterbahnen angeordnet sind, wobei sämtliche Leiterbahnen als offene Leiterbahn ausgebildet sind, die keinen geschlossenen Stromkreis ermöglicht, wobei die Leiterbahnen eines jeden Layers jeweils mindestens einen Leiterbahnabschnitt aufweisen, der vertikal in teilweiser Überdeckung mit mindestens einem Leiterbahnabschnitt einer Leiterbahn eines benachbarten Layers angeordnet ist, wobei die in teilweiser Überdeckung angeordneten Leiterbahnen entweder einen unterschiedlichen Richtungsverlauf aufweisen oder richtungsgleich verlaufen und einen lateralen Versatz zueinander aufweisen. The invention has for its object to provide a low-cost and heat sink with low mass and good thermal conductivity with good electrical insulation properties available. This object is achieved by a heat sink with the features according to claim 1. Such a heat sink comprises a multilayer board with a plurality of layers, on which a plurality of mutually electrically insulated tracks are arranged, wherein all tracks are formed as an open circuit, which does not allow a closed circuit, wherein the tracks of each layer each at least one Have conductor track portion, which is arranged vertically in partial overlap with at least one conductor track portion of a conductor of an adjacent layer, wherein the conductor tracks arranged in partial overlap either have a different direction course or extend in the same direction and have a lateral offset from one another.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. Durch die erfindungsgemäße teilweise Überdeckung der Leiterbahnen zweier benachbarter Layer wird der Wärmetransport durch die Multilayer-Platine in vertikaler Richtung begünstigt. Lateral muss ein Mindestisolationsabstand zwischen den auf einem Layer angeordneten Leiterbahnen eingehalten werden, um die gewünschte elektrische Isolationsfestigkeit zu gewährleisten. Dennoch kann eine gute Wärmeleitung in laterale Richtung dadurch erzielt werden, dass die Wärme zunächst in vertikaler Richtung transportiert wird. Dies wird durch die teilweiser Überdeckung der Leiterbahnen benachbarter Layer ermöglicht. Advantageous embodiments of the invention can be found in the dependent claims. Due to the inventive partial overlap of the tracks of two adjacent layers of the heat transfer is promoted by the multilayer board in the vertical direction. Lateral, a minimum isolation distance between the conductors arranged on a layer must be maintained in order to ensure the desired electrical insulation strength. Nevertheless, a good heat conduction in the lateral direction can be achieved by first transporting the heat in the vertical direction. This is made possible by the partial coverage of the tracks of adjacent layers.
Gemäß einer ersten Alternative der Erfindung verlaufen die in teilweiser vertikaler Überdeckung zueinander angeordneten Leiter der benachbarten Layer in unterschiedlichen Richtun- gen. Dies ermöglicht eine laterale Ausbreitung der zwischen den Leitern zunächst vertikal ausgetauschten Wärmemenge. According to a first alternative of the invention, the conductors of the adjacent layers, which are arranged in mutually partial vertical overlap, run in different directions. This enables a lateral propagation of the heat quantity initially exchanged vertically between the conductors.
Gemäß einer zweiten Alternative der Erfindung wird dies auch bei richtungsgleich verlaufenden Leitern ermöglicht, in dem die in teilweiser Überdeckung angeordneten Leiter zweier un- terschiedlicher benachbarter Layer einen lateralen Versatz zueinander aufweisen. According to a second alternative of the invention, this is also possible with directionally parallel conductors, in which the conductors, arranged in partial overlap, of two different adjacent layers have a lateral offset from one another.
Dadurch, dass die Leiterbahnen als offene Leiterbahnen ausgebildet sind, die keinen geschlossenen Stromkreis ermöglichen, können Wirbelstromverlusten innerhalb des Kühlkörpers vermieden werden. Because the conductor tracks are designed as open conductor tracks which do not allow a closed circuit, eddy current losses within the heat sink can be avoided.
Vorzugsweise ist die Multilayer-Platine auf Basis eines elektrisch nicht leitenden Trägermaterials aus glasfaserverstärktem Epoxidharz aufgebaut. Ein solches Material stellt beispielsweise das in der Platinenherstellung häufig verwendete FR-4 dar. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Kühlkörper aus Aluminium oder Kupfer kann durch die Verwendung einer derarti- gen Multilayer-Platine als Kühlkörper deutlich Gewicht eingespart werden. Vorzugsweise werden die Leiterbahnen der verschiedenen Layer so angeordnet, dass zwischen ihnen eine gute Überdeckung entsteht. Dies kann in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung dadurch realisiert werden, dass die Leiterbahnen auf jedem Layer als parallel verlau- fende Streifen ausgebildet sind, deren Verlauf bei zwei benachbarten Layern um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. Der Überdeckungsbereich zweier vertikal benachbarter Leiterbahnen stellt bei dieser Ausführungsform einen Kreuzungspunkt der Leiterbahnen dar. Preferably, the multilayer board is constructed on the basis of an electrically non-conductive substrate made of glass fiber reinforced epoxy resin. Such a material represents, for example, FR-4, which is frequently used in the manufacture of printed circuit boards. Compared with a conventional aluminum or copper heat sink, the use of such a multilayer printed circuit board as a heat sink significantly saves weight. Preferably, the interconnects of the various layers are arranged so that a good overlap arises between them. This can be realized in an advantageous embodiment of the invention in that the conductor tracks are formed on each layer as a parallel duri fenden strip, the course of two adjacent layers are arranged offset by 90 ° to each other. The overlap area of two vertically adjacent conductor tracks represents in this embodiment a crossing point of the conductor tracks.
Alternativ kann eine gute Überdeckung zwischen den Leiterbahnen der unterschiedlichen Layer realisiert werden, indem alle Leiterbahnen streifenförmig ausgebildet sind und richtungsgleich verlaufen und die parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen eines jeden Layers einen lateralen Versatz zu den parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen eines benachbarten Layers aufweisen. Die hieraus resultierende schindeiförmige Überdeckung der Leiterbahnen ermöglicht über die komplette Erstreckung eines jeden Streifens einen Wärme- Übergang zu der oder den vertikal benachbarten Leiterbahnen. Alternatively, a good overlap between the interconnects of the different layers can be realized in that all interconnects are strip-shaped and of the same direction and the mutually parallel interconnects of each layer have a lateral offset to the mutually parallel interconnects of an adjacent layer. The resulting schindeiförmige coverage of the tracks allows over the entire extent of each strip a heat transfer to the or the vertically adjacent tracks.
Selbstverständlich sind auch andere nicht streifenförmig ausgerichtete Leiterbahnen im Rahmen der Erfindung denkbar, die einen lateralen Wärmetransport innerhalb der Multilayer- Platine über jeweils zwei benachbarten Layer durch geeignete Anordnung der beteiligten Lei- terbahnen ermöglichen. So ließe sich beispielsweise auch durch eine geschlängelte Leiterbahnführung der gewünschte Effekt erzielen, solange gewährleistet ist, dass die Leiterbahnen entweder richtungsverschieden in den verschiedenen Layer angeordnet sind oder aber einen lateralen Versatz zueinander aufweisen. Ferner ist auch bei einer derartigen Ausgestaltung der Leiterbahnen stets darauf zu achten, dass keine geschlossenen Leiterschleifen gebildet werden. Of course, other non-strip-shaped conductor tracks within the scope of the invention are also conceivable, which enable lateral heat transfer within the multilayer board via two adjacent layers each by suitable arrangement of the conductor strips involved. For example, the desired effect could also be achieved by means of a meandered conductor track guidance, as long as it is ensured that the conductor tracks are either arranged in different directions in the different layers or have a lateral offset from one another. Furthermore, it is always important to ensure that no closed conductor loops are formed even with such an embodiment of the strip conductors.
Der Wärmeübergang zwischen den Leiterbahnen der unterschiedlichen Layer kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung durch thermisch leitfähige VIAs verbessert werden, die Leiterbahnen verschiedener Layer miteinander verbinden. Bei diesen thermisch leitfähigen VIAs handelt es sich vorzugsweise um thermisch und elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Leiterbahnen benachbarter Layer. Zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten ist es bei dieser Ausführungsform vorteilhaft, die thermisch leitfähigen VIAs derart anzuordnen, dass durch die Verbindung der Leiterbahnen keine geschlossenen Leiterschleifen entstehen. Die Wärmeleitfähigkeit des Kühlkörpers hängt entscheidend davon ab, wie hoch der Leiterbahnanteil innerhalb der Multilayer-Platine ist. Andererseits ist es jedoch für den Wirkungsgrad des zu entwärmenden Systems essenziell, Wirbelstromverlusten innerhalb des Kühlkörpers zu vermeiden. Ein hoher Kupferanteil bei gleichzeitiger Unterdrückung von Wirbelstrom- Verlusten lässt sich unter Einhaltung des notwendigen Isolationsabstandes dadurch erzielen, dass in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung die Leiterbahnen in vertikaler Richtung weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm breit sind. The heat transfer between the interconnects of the different layers can be improved in a further advantageous embodiment of the invention by thermally conductive VIAs that connect interconnects of different layers together. These thermally conductive VIAs are preferably thermally and electrically conductive connections between the interconnects of adjacent layers. In order to avoid eddy current losses, it is advantageous in this embodiment to arrange the thermally conductive VIAs in such a way that no closed conductor loops result from the connection of the conductor tracks. The thermal conductivity of the heat sink depends crucially on how high the conductor track portion is within the multilayer board. On the other hand, it is essential for the efficiency of the system to be cooled to avoid eddy current losses within the heat sink. A high copper content with simultaneous suppression of eddy current losses can be achieved while maintaining the necessary isolation distance, that in an advantageous embodiment of the invention, the conductor tracks in the vertical direction less than 3 mm, preferably less than 1 mm wide.
Um den Wärmeübergang zwischen den Leiterbahnen zu ermöglichen, hat sich eine Ausfüh- rungsform der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, bei der der Isolationsabstand zwischen den Leiterbahnen weniger als 150 μηι beträgt. In order to enable the heat transfer between the interconnects, an embodiment of the invention has proven to be advantageous in which the insulation distance between the interconnects is less than 150 μηι.
Ein Kühlkörper gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeichnet sich durch ähnlich gute Wärmeleitungseigenschaften aus wie herkömmliche Kühlkörper aus Materialien wie Kupfer, Aluminium, Magnesium oder Stahl. Im Vergleich zu derartigen Kühlkörpern, die häufig im Bereich der Leistungselektronik oder zur Kühlung elektrischer Maschinen eingesetzt werden, ermöglicht die Erfindung eine deutliche Gewichtsreduktion. Darüber hinaus kann vermieden werden, dass sich innerhalb des Kühlkörpers Wirbelströme ausbilden, die den Wirkungsgrad des zu kühlenden Systems reduzieren. Somit kann die Erfindung vorteilhaft auch als Kühlkörper für eine dynamoelektrische Maschine zur Entwärmung einer Statorwicklung der dynamoelektrischen Maschine eingesetzt werden. A heat sink according to an embodiment of the present invention features similarly good heat conduction properties as conventional heat sinks made of materials such as copper, aluminum, magnesium or steel. In comparison to such heat sinks, which are often used in the field of power electronics or for cooling electrical machines, the invention enables a significant weight reduction. In addition, it can be avoided that forms eddy currents within the heat sink, which reduce the efficiency of the system to be cooled. Thus, the invention can be advantageously used as a heat sink for a dynamoelectric machine for heat dissipation of a stator winding of the dynamoelectric machine.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the embodiments illustrated in the figures.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 : Eine erste Ausführungsform eines als Multilayer-Platine ausgeführten Kühlkörpers und Figure 1: A first embodiment of a designed as a multilayer board heat sink and
Figur 2: Eine zweite Ausführungsform eines als Multilayer-Platine ausgeführten Kühlkörpers. Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsform eines als Multilayer-Platine ausgeführten Kühlkörpers. Dargestellt ist ein Querschnitt der Multilayer-Platine. Die Multilayer-Platine umfasst drei übereinander geschichtete Einzelplatinen, die jeweils an ihrer Oberseite und an ihrer Unterseite Leiterbahnen 1-6 tragen. Die zuoberst angeordnete Einzelplatine trägt auf ihrer Oberseite Leiterbahnen 1 , die streifenförmig in Richtung der Zeichenebene ausgerichtet sind. An der Unterseite dieser obersten Platine befinden sich weitere Leiterbahnen 2, die ebenfalls streifenförmig verlaufen. Diese weiteren Leiterbahnen 2 sind um 90° versetzt zu den Leiterbahnen 1 an der Oberseite der Platine angeordnet. Infolgedessen umfasst jede der Leiterbahnen 1 an der Oberseite einen Abschnitt, der vertikal in Überdeckung mit einem Leiterbahnabschnitt der Leiterbahnen 2 an der Unterseite dieser Einzelplatine angeordnet ist. Aufgrund des sehr geringen Isolationsabstandes zwischen den übereinanderliegenden Leiterbahnabschnitten ist ein Wärmeübergang zwischen den Leiterbahnabschnitten im Überdeckungsbereich sehr gut möglich. Unterhalb der zuoberst angeordneten Einzelplatinen befinden sich zwei weitere Platinen, die in gleicher Weise wie die oberste Platine mit streifenförmig in Leiterbahnen 3, 4, 5, 6 an ihrer jeweiligen Ober- und Unterseite bestückt sind. Figure 2: A second embodiment of a designed as a multilayer board heat sink. FIG. 1 shows a first embodiment of a heat sink designed as a multilayer board. Shown is a cross section of the multilayer board. The multilayer board comprises three stacked individual boards, each carrying on its top and on its underside interconnects 1-6. The uppermost arranged single board carries on its upper side conductor tracks 1, which are aligned in the form of a strip in the direction of the plane of the drawing. At the bottom of this top board there are further tracks 2, which also strip-shaped. These further printed conductors 2 are arranged offset by 90 ° to the printed conductors 1 at the top of the board. As a result, each of the conductor tracks 1 on the upper side comprises a section which is arranged vertically in register with a conductor track section of the conductor tracks 2 on the underside of this individual board. Due to the very small isolation distance between the superposed conductor track sections, a heat transfer between the conductor track sections in the overlap area is very possible. Below the uppermost arranged individual boards are two other boards, which are equipped in the same way as the top board with strip-shaped in tracks 3, 4, 5, 6 at their respective top and bottom.
Sämtliche Leiterbahnen 1-6 beginnen und enden im isolierenden Substrat. D. h., sie bilden keine geschlossenen Leiterbahnen, die einen Stromfluss ermöglichen. Auf diese Art und Weise können sich keine Wirbelströme innerhalb der Multilayer-Platine ausbilden. All traces 1-6 begin and end in the insulating substrate. That is, they do not form closed tracks that allow current to flow. In this way, no eddy currents can form within the multilayer board.
Um zu verhindern, dass sich innerhalb einer einzelnen Leiterbahn 1 -6 Wirbelstromverlusten ausbilden können, besitzen die Leiterbahnen nur eine sehr geringe Breite von nicht mehr als 3 mm, vorzugsweise sogar weniger als 1 mm. To prevent eddy current losses from forming within a single printed circuit trace 1 -6, the printed conductors have only a very narrow width of not more than 3 mm, preferably even less than 1 mm.
Während des Fertigungsprozesses werden zunächst die oben beschriebenen Einzelplatinen gefertigt, wobei die jeweiligen Leiterbahnen 1-6 auf ein Substrat 8 aus glasfaserverstärktem Epoxidharz beschichtet werden. Anschließend werden zwischen die verschiedenen Einzelpla- tinen hier nicht dargestellte isolierende Prepreg-Schichten angeordnet, durch die die benachbarten Leiterbahnen der übereinanderliegenden Einzelplatinen elektrisch voneinander isoliert werden. During the manufacturing process, the single boards described above are first manufactured, wherein the respective tracks 1-6 are coated on a substrate 8 made of glass fiber reinforced epoxy resin. Subsequently, insulating prepreg layers not shown here are arranged between the various individual boards, by means of which the adjacent printed conductors of the individual printed circuit boards lying one above the other are electrically isolated from one another.
Die Leiterbahnen 1-6 sind aus Kupfer und befinden sich auf einem Substrat aus FR-4. Die mit den Leiterbahnen beschichteten Substrate werden jeweils getrennt durch ein oder zwei Blätter Prepreg-Material aufeinandergestapelt. Im Anschluss wird der so entstandene Gesamtstapel laminiert, um eine mechanische Verbindung zwischen den Substraten herzustellen. The tracks 1-6 are made of copper and are located on a substrate of FR-4. The substrates coated with the tracks are each separated by one or two blades Prepreg material stacked on top of each other. Subsequently, the resulting total stack is laminated to produce a mechanical bond between the substrates.
Der Querschnitt der so entstandenen Multilayer-Platine zeigt, dass auch die Leiterbahnen 3 an der Oberseite der mittleren Einzelplatine einen Überdeckungsbereich mit den Leiterbahnen 2 aufweisen, die sich an der Unterseite der obersten Einzelplatine befinden. Denn die Leiterbahnen 3 an der Oberseite der mittleren Platine verlaufen ebenfalls streifenförmig und parallel in Richtung der Zeichenebene - ebenso wie die Leiterbahnen 1 an der Oberseite der obersten Einzelplatinen. Die dargestellten Pfeile deuten an, wie die Wärme im Überdeckungsbereich zwischen den Leiterbahnen 2, 3 beispielhaft hier von rechts nach links in lateraler Richtung über die dünne Prepreg-Schicht zwischen der obersten und untersten Einzelplatine hinweg transportiert werden kann. Auf diese Art und Weise wird ein Wärmetransport an der Oberseite der mittleren Einzelplatine von rechts nach links ermöglicht, obwohl die Leiterbahnen 3 lediglich in Richtung der Zeichenebene erstreckt sind. Es wird ein Wärmetransport innerhalb der Multilayer-Platine ermöglicht, wie er gemäß dem Stand der Technik nur von massiven metallischen Kühlkörpern bekannt ist, die im Vergleich zu der hier vorgeschlagenen Lösung eine deutlich höhere Masse aufweisen und zudem mit der angesprochenen Wirbelstromproblematik behaftet sind. Figur 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines als Multilayer-Platine ausgebildeten Kühlkörper. Auch hier umfasst die Multilayer-Platine drei Einzelplatinen, die jeweils an ihrer Ober-und Unterseite mit streifenförmig in Leiterbahnen 1-6 bestückt sind. Auch hier bilden die Leiterbahnen 1-6 keine geschlossenen Schleifen, sodass keine Möglichkeit für einen geschlossenen Stromkreis und die damit verbundene Ausbildung von Wirbelströmen geschaffen wird. The cross-section of the resulting multilayer board shows that the interconnects 3 at the top of the middle single board have a coverage area with the tracks 2, which are located on the underside of the top single board. For the conductor tracks 3 at the top of the middle board also run in a strip shape and parallel in the direction of the drawing plane - as well as the conductor tracks 1 at the top of the top individual boards. The illustrated arrows indicate how the heat in the covering region between the printed conductors 2, 3 can be transported here, for example, from right to left in a lateral direction over the thin prepreg layer between the uppermost and lowermost individual printed circuit boards. In this way, a heat transfer at the top of the middle single board is made possible from right to left, although the tracks 3 are only extended in the direction of the plane of the drawing. It is a heat transfer within the multilayer board allows, as it is known in the prior art only of massive metal heat sinks, which have a much higher mass compared to the solution proposed here and are also subject to the mentioned eddy current problem. FIG. 2 shows a second embodiment of a heat sink designed as a multilayer board. Again, the multilayer board comprises three individual boards, which are each equipped on their top and bottom with strip-shaped in tracks 1-6. Again, the tracks 1-6 do not form closed loops, so that no possibility for a closed circuit and the associated formation of eddy currents is created.
Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 1 erstrecken sich hier jedoch alle Leiterbahnen 1-6 in Richtung der Zeichenebene. Dennoch besteht zwischen den jeweils vertikal benachbarten Leiterbahnen 1-6 immer ein Überdeckungsbereich. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die vertikal aneinandergrenzenden Leiterbahnen 1-6 jeweils einen lateralen Versatz zueinander aufweisen. Durch diesen lateralen Versatz kann sich die Wärme innerhalb der Multilayer-Platine in dem dargestellten Querschnitt, wie durch die Pfeile angedeutet, auch von links nach rechts ausbreiten, obwohl die streifenförmigen Leiterbahnen 1-6 alle in Richtung der Zeichenebene ausgerichtet sind. Zur Verbesserung des vertikalen Wärmetransportes zwischen den verschiedenen Layern der Multilayer-Platine sind in der hier dargestellten Ausführungsform thermische VIASs 7 vorgesehen. Hierbei handelt es sich um Bohrungen, die mit einem thermisch gut leitfähigen Material gefüllt sind und die Multilayer-Platine an verschiedenen Stellen vertikal durchdringen. Die thermischen VIAs 7 sind in regelmäßigen Abständen innerhalb der Multilayer-Platine verteilt und verbinden die Leiterbahnabschnitte mehrerer Layer. Da ihr Wärmeleitwert deutlich über dem des Isolationsmaterials liegt, ermöglichen die thermischen VIAs 7 einen nochmals verbesserten Wärmeübergang in vertikaler Richtung. Wird ein metallisches Material als Füllstoff innerhalb die Bohrungen verwendet, sind die thermischen VIAs 7 so anzuordnen, dass ge- schlossene Leiterschleifen verhindert werden. In contrast to the embodiment according to FIG. 1, however, here all conductor tracks 1-6 extend in the direction of the plane of the drawing. Nevertheless, there is always an overlap area between the respectively vertically adjacent conductor tracks 1-6. This is due to the fact that the vertically adjacent conductor tracks 1-6 each have a lateral offset from one another. As a result of this lateral offset, the heat within the multilayer board can also propagate from left to right in the represented cross section, as indicated by the arrows, although the strip-shaped conductor tracks 1-6 are all oriented in the direction of the plane of the drawing. To improve the vertical heat transfer between the different layers of the multilayer board thermal VIASs 7 are provided in the embodiment shown here. These are holes that are filled with a thermally good conductive material and penetrate the multilayer board vertically at different points. The thermal VIAs 7 are distributed at regular intervals within the multilayer board and connect the conductor track sections of several layers. Since their thermal conductivity is significantly higher than that of the insulation material, the thermal VIAs 7 allow a further improved heat transfer in the vertical direction. If a metallic material is used as a filler within the holes, the thermal VIAs 7 must be arranged so that closed conductor loops are prevented.
Bezugszeichenliste Leiterbahnen List of reference conductors
thermische VIAs thermal VIAs
Substrat substratum

Claims

Patentansprüche claims
Kühlkörper umfassend eine Multi layer-Platine mit einer Vielzahl von Layern, auf denen eine Vielzahl voneinander elektrisch isolierter Leiterbahnen (1 -6) angeordnet sind, wobei Heatsink comprising a multi-layer board having a plurality of layers on which a plurality of mutually electrically insulated conductor tracks (1-6) are arranged, wherein
• sämtliche Leiterbahnen (1 -6) als offene Leiterbahn ausgebildet sind, die keinen geschlossenen Stromkreis ermöglicht,  All tracks (1-6) are formed as an open track, which does not allow a closed circuit,
• wobei die Leiterbahnen (1 -6) eines jeden Layers jeweils mindestens einen Leiterbahnabschnitt aufweisen, der vertikal in teilweiser Überdeckung mit mindestens einem Leiterbahnabschnitt einer Leiterbahn (1 -6) eines benachbarten Layers angeordnet ist,  Wherein the conductor tracks (1-6) of each layer each have at least one conductor track section which is arranged vertically in partial overlap with at least one track section of a conductor track (1-6) of an adjacent layer,
• wobei die in teilweiser Überdeckung angeordneten Leiterbahnen (1 -6) entweder einen unterschiedlichen Richtungsverlauf aufweisen oder richtungsgleich verlaufen und einen lateralen Versatz zueinander aufweisen.  Wherein the conductor tracks (1 -6) arranged in partial overlapping either have a different directional course or run in the same direction and have a lateral offset from one another.
Kühlkörper nach Anspruch 1 , wobei die Leiterbahnen (1 -6) auf jedem Layer als parallel verlaufende Streifen ausgebildet sind, deren Verlauf bei zwei benachbarten Layern um 90° versetzt zueinander angeordnet sind. Heatsink according to claim 1, wherein the conductor tracks (1-6) are formed on each layer as parallel strips, the course of two adjacent layers are arranged offset by 90 ° to each other.
Kühlkörper nach Anspruch 1 , wobei alle Leiterbahnen (1 -6) streifenförmig ausgebildet sind und richtungsgleich verlaufen und die parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen (1 -6) eines jeden Layers einen lateralen Versatz zu den parallel zueinander angeordneten Leiterbahnen (1 -6) eines benachbarten Layers aufweisen. Heatsink according to claim 1, wherein all the conductor tracks (1-6) are strip-shaped and directionally identical and the mutually parallel conductor tracks (1-6) of each layer a lateral offset to the mutually parallel conductor tracks (1-6) of an adjacent layer exhibit.
Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Multilayer- Platine thermisch leitfähigen VIAs (7) aufweist, die Leiterbahnen (1 -6) verschiedener Layer miteinander verbinden. Heat sink according to one of the preceding claims, wherein the multilayer board thermally conductive VIAs (7), the interconnects (1-6) of different layers connect together.
Kühlkörper nach Anspruch 4, wobei die thermisch leitfähigen VIAs (7) derart angeordnet sind, dass durch die Verbindung der Leiterbahnen (1 -6) keine geschlossenen Leiterschleifen entstehen. Heatsink according to claim 4, wherein the thermally conductive VIAs (7) are arranged such that by the connection of the conductor tracks (1-6) no closed conductor loops are formed.
6. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leiterbahnen (1 -6) in vertikaler Richtung weniger als 3 mm, vorzugsweise weniger als 1 mm, breit sind. 6. Heatsink according to one of the preceding claims, wherein the conductor tracks (1-6) in the vertical direction less than 3 mm, preferably less than 1 mm wide.
7. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Isolationsabstand zwischen den Leiterbahnen 1 -6 weniger als 150 pm beträgt. 7. Heatsink according to one of the preceding claims, wherein the isolation distance between the tracks 1 -6 is less than 150 pm.
8. Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Multilayer- Platine ein elektrisch nicht leitendes Trägermaterial (8) aus glasfaserverstärktem Epoxidharz umfasst. 8. Heatsink according to one of the preceding claims, wherein the multilayer board comprises an electrically non-conductive substrate (8) made of glass fiber reinforced epoxy resin.
9. Dynamoelektrische Maschine mit einem Kühlkörper nach einem der vorhergehenden Ansprüche zur Entwärmung einer Statorwicklung der dynamoelektrischen Maschine. 9. A dynamoelectric machine with a heat sink according to one of the preceding claims for cooling a stator winding of the dynamoelectric machine.
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