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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Platine sowie eine elektronische Vorrichtung.
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Es ist allgemein bekannt, dass eine Platine (Schaltkreiskarte oder dergleichen) in der Lage ist, Wärme von einer Wärme erzeugenden Vorrichtung über eine Rückfläche der Platine abzustrahlen. Die Wärme erzeugende Vorrichtung ist beispielsweise ein elektronisches Bauteil, beispielsweise eine quadratische flache leiterlose Packung (quad flat no-lead package QFN) oder eine quadratische flache Packung (quad flat package QFP), welche auf die Platine gelötet ist. Die Platine hat eine komponenten- oder bauteilseitige Oberfläche, auf der sich das Wärme erzeugende Bauteil oder die Wärme erzeugende Vorrichtung befindet. Die Wärme erzeugende Vorrichtung hat eine Metallplatte (z. B. einen Wärme abstrahlenden Anschluss), der an einer Bodenfläche der Wärme erzeugenden Vorrichtung liegt, und diese Metallplatte wird mit der bauteilseitigen Oberfläche verlötet. Die Platine strahlt die von der Wärme erzeugenden Vorrichtung erzeugte Wärme von ihrer Rückseite über die bauteilseitige Oberfläche und eine plattierte Durchgangsöffnung ab. Insbesondere ist es, was ein Lötverfahren für die obige Anordnung betrifft, bekannt, dass Kupfer (z. B. ein Kupfer-Inlay) in Münzenform anstelle der plattierten Durchgangsöffnung verwendbar ist. Der Wärme abstrahlende Anschluss der Wärme erzeugenden Vorrichtung wird mit dem Kupfer-Inlay verlötet.
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Die
JP-2009-170493A beschreibt eine gedruckte Schaltkreiskarte oder Platine, welche die obige Technik verwendet, bei der eine Wärmeabfuhr zur Rückseite der Platine verbessert ist. Die gedruckte Schaltkreiskarte hat einen Teil, an welchem eine Wärme erzeugende Vorrichtung angeschlossen ist, und ein Wärmeleiter wird im Presssitz in eine Durchgangsöffnung eingeführt, welche sich in dem Teil befindet. Ein Ende der Durchgangsöffnung benachbart dem Wärmeleiter hat einen Abschnitt großen Durchmessers. Der Wärmeleiter hat einen Flansch, der dann in Eingriff mit dem Abschnitt großen Durchmessers ist, wenn der Wärmeleiter im Presssitz in die Durchgangsöffnung eingesetzt ist. Folglich kann die Einführtiefe des Wärmeleiters gegenüber der Durchgangsöffnung problemlos festgelegt werden, ohne dass der Einpressdruck zum Einpressen des Wärmeleiters in die Durchgangsöffnung exakt eingestellt werden muss. Die Genauigkeit und Handhabbarkeit beim Einsetzen des Wärmeleiters in die Durchgangsöffnung ist damit verbessert.
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Wenn jedoch ein Lot, welches zwischen dem Wärme abstrahlenden Anschluss und dem Kupfer-Inlay zum Leiten von Wärme angeordnet ist, aufgrund der Wärme von der Wärme erzeugenden Vorrichtung erwärmt wird, können erhebliche thermische Belastungen in dem Lot auftreten, da die Wärme erzeugende Vorrichtung und die Platine unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben. Wenn derartige thermische Belastungen nicht geeignet verringert werden können, kann das Lot reißen oder brechen und die Wärmeabfuhr verschlechtert sich, da das Lot in einem Fall, bei dem ein Abstand zwischen dem Wärme abstrahlenden Anschluss der Wärme erzeugenden Oberfläche und der bauteilseitigen Oberfläche der Platine kurz ist, relativ dünn ist. Wenn sich die Wärmeabfuhr verschlechtert, wird das Lot weiter erwärmt oder erhitzt. Folglich kann sich der Riss im Lot vergrößern und die Wärmeabfuhr noch weiter verschlechtern.
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Die vorliegende Erfindung soll wenigstens einem der oben genannten Probleme begegnen. Folglich ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Platine und eine elektronische Vorrichtung zu schaffen, bei der es möglich ist, zu verhindern, dass sich die Wärmeabfuhr von einem Wärme erzeugenden Bauteil verschlechtert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe weist eine Platine gemäß der vorliegenden Erfindung auf: ein Platinenbauteil mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche; eine Durchgangsöffnung, welche das Platinenbauteil durchtritt; und einen Wärmeleiter, der in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, um Wärme von einem Wärme erzeugenden Bauteil abzustrahlen. Der Wärmeleiter hat eine erste leitende Oberfläche, welche an einer Seite benachbart der ersten Oberfläche freiliegt. Die Durchgangsöffnung hat ein erstes Ende, welches benachbart der ersten Oberfläche ist. Die erste leitende Oberfläche liegt zwischen dem ersten Ende der Durchgangsöffnung und der zweiten Oberfläche des Platinenbauteils in Dickenrichtung des Platinenbauteils gesehen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine elektronische Vorrichtung auf: ein Platinenbauteil mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche; eine Durchgangsöffnung, welche das Platinenbauteil durchtritt; ein Wärme erzeugendes Bauteil, welches auf der ersten Oberfläche angeordnet ist; und einen Wärmeleiter, der in der Durchgangsöffnung angeordnet ist, um Wärme von dem Wärme erzeugenden Bauteil abzustrahlen. Das Wärme erzeugende Bauteil und die erste leitende Oberfläche des Wärmeleiters sind miteinander über ein Lot verlötet.
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Bei der Platine gemäß der vorliegenden Erfindung definieren in einem Zustand, in welchem der Wärmeleiter in die Durchgangsöffnung eingesetzt ist, das erste Ende, eine Innenwand der Durchgangsöffnung und die erste leitende Oberfläche einen vertieften Abschnitt, in welchem die erste leitende Oberfläche eine Bodenfläche des vertieften oder zurückspringenden Abschnitts definiert. Folglich kann die Dicke eines Lots, mit welchem das Wärme erzeugende Bauteil und der Wärmeleiter miteinander verlötet sind, entsprechend einer Tiefe des vertieften Abschnitts, also entsprechend einem Abstand von dem ersten Ende zu der ersten leitenden Oberfläche erhöht werden. Das heißt, ein Abstand zwischen dem Wärme erzeugenden Bauteil und dem Wärmeleiter kann größer gemacht werden, selbst wenn ein Abstand zwischen dem Wärme abstrahlenden Anschluss der Wärme erzeugenden Vorrichtung und der bauteilseitigen Oberfläche der Platine vergleichsweise gering ist. Da somit eine thermische Belastung geeignet verringert werden kann, da in dem Lot sichergestellt ist, dass dieses aufgrund der Tiefe des vertieften Abschnitts ausreichend Dicke hat, kann die Lotzuverlässigkeit verbessert werden und die Wärmeabfuhr kann an einer Verschlechterung gehindert werden.
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Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
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Es zeigt:
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1 in einer vereinfachten Schnittdarstellung eine elektronische Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform;
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2 in einer Schnittdarstellung ein in 1 dargestelltes elektronisches Bauteil;
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3 eine Schnittteilansicht des elektronischen Bauteils mit einem Wärmeleiter gemäß der ersten Ausführungsform;
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4 eine Schnittteilansicht einer Platine gemäß einer zweiten Ausführungsform;
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5 eine Schnittteilansicht einer Platine gemäß einer dritten Ausführungsform; und
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6 eine Schnittteilansicht einer Platine gemäß einer vierten Ausführungsform.
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen sind zueinander gleiche oder einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine nochmalige Beschreibung ist möglicherweise weggelassen. Wenn nur ein Teil einer Ausgestaltung in einer Ausführungsform näher beschrieben ist, können andere, bereits erläuterte Ausführungsformen auf die anderen Teile der momentanen Ausführungsform zutreffen. Teile oder Bestandteile können untereinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht explizit beschrieben oder dargestellt ist. Insbesondere können die jeweiligen Ausführungsformen ganz oder teilweise unter- oder miteinander kombiniert werden, auch wenn dies nicht explizit dargestellt oder erläutert ist.
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(Erste Ausführungsform)
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Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
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Eine elektronische Vorrichtung 10 gemäß 1 wird in einer Umgebung eingesetzt, in der erhebliche Temperaturschwankungen vorliegen. Die elektronische Vorrichtung 10 ist beispielsweise eine elektronische Steuereinheit (ECU), welche eine Fahrzeugvorrichtung steuert, beispielsweise eine Brennkraftmaschine (d. h. einen Motor) eines Fahrzeugs. Die elektronische Vorrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 11, in welchem sich wenigstens eine Platine, ein weiteres Substrat oder dergleichen befindet.
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Die Platine umfasst ein Platinenbauteil 20 (d. h. eine Mehrschichtplatine), bei welchem Harz- oder Kunststoffschichten aus einem geeigneten Material, beispielsweise einem Epoxyharz, und elektrisch leitfähige Schichten abwechselnd aufeinandergestapelt sind. Das Platinenbauteil 20 hat eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche. Die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche werden nachfolgend als bauteilseitige Oberfläche 21a und Rückenfläche 21b bezeichnet. Ein elektronisches Bauteil 30 und ein externer Verbindungsanschluss 12 sind mit der bauteilseitigen Oberfläche 21a verbunden. Wie in 2 gezeigt, sind die bauteilseitige Oberfläche 21a und die Rückenfläche 21b über eine plattierte Oberfläche (d. h. eine Plattierungsschicht) 22 unterhalb des elektronischen Bauteils 30 miteinander in Verbindung. Mit anderen Worten, die plattierte Oberfläche 22 erstreckt sich zwischen der bauteilseitigen Oberfläche 21a und der Rückenfläche 21b. Die plattierte Oberfläche 22 begrenzt eine Durchgangsöffnung 23, in welcher ein Wärmeleiter 24 angeordnet ist. Der Wärmeleiter 24 ist beispielsweise ein Kupfer-Inlay, welches eine Wärmeabfuhr oder Wärmeabstrahlung von dem elektronischen Bauteil 30 fördert. Der Wärmeleiter 24 sitzt passgenau in der Durchgangsöffnung 23. Details, beispielsweise die Form des Wärmeleiters 24, werden nachfolgend noch beschrieben.
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Das elektronische Bauteil 30 ist ein Wärme erzeugendes Bauteil, das heißt, erzeugt Wärme oder Hitze im Betrieb. Das elektronische Bauteil 30 weist einen Packungskörper 31, Leiteranschlüsse 32 und einen Wärme abstrahlenden Anschluss 33 auf. Der Packungskörper 31 beinhaltet ein Halbleiterelement oder dergleichen und ist durch ein Vergussteil um das Halbleiterelement herum gebildet. Die Leiteranschlüsse 32 sind aus dem Packungskörper 31 herausgeführt. Das elektronische Bauteil 30 ist elektrisch mit einem bestimmten Teil der bauteilseitigen Oberfläche 21a über ein Kontaktkissen 25 und ein Lot 41 verbunden, mit welchem jeder der Leiteranschlüsse 32 mit dem zugehörigen Kontaktkissen 25 verlötet ist.
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Der Wärme abstrahlende oder Wärme abführende Anschluss 33 liefert eine Wärmeabstrahlungs- oder Wärmeabführstrecke zum Abstrahlen oder Abführen von Wärme, welche von dem Halbleiterelement erzeugt wird. Der Wärme abstrahlende Anschluss 33 hat eine im Wesentlichen flache Plattenform und ist beispielsweise aus einer Metallplatte gebildet. Der Wärme abstrahlende Anschluss 33 hat eine erste Anschlussoberfläche und eine zweite Anschlussoberfläche, die von der ersten Anschlussoberfläche abgewandt ist. Die erste Anschlussoberfläche ist elektrisch mit einer Wärmeerzeugungsquelle (beispielsweise dem Halbleiterelement) über einen Kleber oder dergleichen verbunden. Die zweite Anschlussoberfläche liegt an der Unterseite des Packungskörpers 31 benachbart der bauteilseitigen Oberfläche 21a des Platinenbauteils 20 frei. Der Wärme abstrahlende Anschluss 33 ist von dem Packungskörper 31 in der aus 2 ersichtlichen Weise eingeschlossen.
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Der Wärmeleiter 24 und der Wärme abstrahlende Anschluss 33 sind miteinander über ein Lot 42 verbunden, welches Wärmeleitfähigkeit hat und als ein Klebe- oder Halteteil dient, welches zwischen dem Wärmeleiter 24 und dem Wärme abstrahlenden Anschluss 33 liegt. Folglich kann Wärme vom elektronischen Bauteil 30 zur Rückseite des Platinenbauteils 20 benachbart der Rückenfläche 21b über das Lot 42 und den Wärmeleiter 24 abgeführt werden.
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Bezug nehmend auf 3 werden nachfolgend Details betreffend die Form und die Lage des Wärmeleiters 24 beschrieben. 3 ist eine vergrößerte Schnittteilansicht, welche die Lage des Wärmeleiters 24 näher erläutert.
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Wie in 3 gezeigt, hat der Wärmeleiter 24 im Wesentlichen Zylinderform und hat eine erste leitende Oberfläche 24a und eine zweite leitende Oberfläche 24b. Die erste leitende Oberfläche 24a liegt zu einer Seite benachbart der bauteilseitigen Oberfläche 21a hin und die zweite leitende Oberfläche 24b liegt zu einer Seite benachbart der Rückenfläche 21b hin. Die Durchgangsöffnung 23 hat ein erstes Ende (d. h. eine erste Kante) 23a benachbart der bauteilseitigen Oberfläche 21a und ein zweites Ende (d. h. eine zweite Kante) 23b gegenüberliegend dem ersten Ende 23a und benachbart der Rückenfläche 21b. Die erste leitende Oberfläche 24a liegt näher an einer Innenschichtseite als das erste Ende 23a. Mit anderen Worten, die erste leitende Oberfläche 24a liegt zwischen dem ersten Ende 23a und der Rückenfläche 21b in einer Dickenrichtung des Platinenbauteils 20. Weiterhin liegen die zweite leitende Oberfläche 24b und das zweite Ende 23b im Wesentlichen in einer gleichen Höhenlage, d. h. in einer gleichen virtuellen flachen Oberfläche, welche parallel zur bauteilseitigen Oberfläche 21a ist.
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Folglich definieren das erste Ende 23a, die erste leitende Oberfläche 24a und eine Innenfläche der Durchgangsöffnung 23 einen vertieften oder zurückspringenden Abschnitt (d. h. eine Stufe) unter dem Wärme abstrahlenden Anschluss 33. Der vertiefte Abschnitt 26 springt in Richtung der Innenschichtseite zurück, d. h. zu einer entgegengesetzten Seite, welche von dem elektronischen Bauteil 30 weg weist. Die erste leitende Oberfläche 24a bildet hierbei eine Bodenfläche des vertieften Abschnitts 26. Der vertiefte Abschnitt 26 ist mit dem Lot 42 gefüllt, mit welchem der Wärmeleiter 24 und der Wärme abstrahlende Anschluss 33 miteinander verbunden sind. Folglich nimmt eine Dicke T des Lots 42 um die Tiefe des vertieften Abschnitts 26 entsprechend einem Abstand vom ersten Ende 23a zur ersten leitenden Oberfläche 24a zu. Wenn somit eine erhebliche thermische Belastung aufgrund unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffizienten zwischen dem elektronischen Bauteil 30 und dem Platinenbauteil 20 auftritt, kann das Lot 42 mit der erhöhten Dicke T eine derartige thermische Belastung weitaus besser auffangen.
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Wie oben beschrieben, ist bei dem Platinenbauteil 20 der vorliegenden Ausführungsform der Wärmeleiter 24 in der Durchgangsöffnung 23 so angeordnet, dass die erste leitende Oberfläche 24a zwischen dem ersten Ende 23a und der Rückenfläche 21b in Dickenrichtung des Platinenbauteils 20 gesehen liegt.
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Folglich bilden das erste Ende 23a, die erste leitende Oberfläche 24a und die Innenwand der Durchgangsöffnung 23 den vertieften Abschnitt 26, der in einer Richtung entgegengesetzt zu oder weg von dem elektronischen Bauteil 30 so zurückspringt, dass die erste leitende Oberfläche 24a die Bodenfläche des vertieften Abschnitts 26 bildet. Selbst wenn daher ein Abstand zwischen dem Wärme abstrahlenden Anschluss 33 und der bauteilseitigen Oberfläche 21a in Dickenrichtung vergleichsweise kurz ist, kann die Dicke T des Lots 42 erhöht werden, da insbesondere die Tiefe des vertieften Abschnitts 26 hinzukommt. Da somit thermische Belastungen verringert werden können, da ausreichend Dicke des Lots 42 sichergestellt ist, kann die Lotzuverlässigkeit verbessert werden und eine Wärmeabfuhr von Wärme von dem elektronischen Bauteil 30 zur Rückseite des Platinenbauteils 20 kann sich nicht verschlechtern.
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Wie oben beschrieben, sind bei der elektronischen Vorrichtung 10 mit dem Platinenbauteil 20 und dem elektronischen Bauteil 30 der Wärme abstrahlende Anschluss 33 der elektronischen Vorrichtung 30 und die erste leitende Oberfläche 24a des Wärmeleiters 24 miteinander über das Lot 42 verbunden, um Wärme abführen zu können. Folglich ist es möglich, eine elektronische Vorrichtung 10 zu schaffen, bei der verhindert ist, dass sich die Wärmeabfuhr verschlechtert.
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Da insbesondere die Durchgangsöffnung 23 von der plattierten Oberfläche 22 definiert wird, wird Wärme dem Wärmeleiter 24 übertragen, wobei die Wärme über die plattierte Oberfläche 22 transportiert wird. Folglich kann die Wärmeabfuhr über den Wärmeleiter 24 verbessert werden.
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Weiterhin liegen in einem Zustand, bei dem der Wärmeleiter 24 in die Durchgangsöffnung 23 eingesetzt ist, das zweite Ende 23b der Durchgangsöffnung 23 und die zweite leitende Oberfläche 24b, die zu der Rückenfläche 21b hin freiliegt, im Wesentlichen in einer gleichen virtuellen flachen Oberfläche. Im Ergebnis hat der vertiefte Abschnitt 26 eine bestimmte Tiefe, wenn der Wärmeleiter 24 in die Durchgangsöffnung 23 eingesetzt ist. Damit kann verhindert werden, dass die Tiefe des vertieften Abschnitts 26 ungleichförmig wird, das heißt, es kann verhindert werden, dass die Dicke T des Lots 42 ungleichförmig wird. Somit kann mit Sicherheit verhindert werden, dass sich die Wärmeabfuhr über das Lot 42 und den Wärmeleiter 24 verschlechtert.
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(Zweite Ausführungsform)
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Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand von 4 beschrieben. 4 ist eine 3 entsprechende Schnittteilansicht und zeigt ein Platinenbauteil 20a der zweiten Ausführungsform.
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Bei der zweiten Ausführungsform wird im Vergleich zur ersten Ausführungsform anstelle des dortigen Wärmeleiters 24 ein Wärmeleiter 27 verwendet.
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Gemäß 4 hat der Wärmeleiter 27 im Wesentlichen Zylinderform mit der ersten leitenden Oberfläche 24a und der zweiten leitenden Oberfläche 24b. Der Wärmeleiter 27 hat weiterhin einen vorstehenden Abschnitt 28, der sich im Wesentlichen mittig der ersten leitenden Oberfläche 24a befindet. Der vorstehende Abschnitt 28 steht von der ersten leitenden Oberfläche 24a vor und hat im Wesentlichen Zylinderform. Wenn der Wärmeleiter 27 in die Durchgangsöffnung 23 eingesetzt ist, liegen eine obere Oberfläche 28a des vorstehenden Abschnitts 28 und das erste Ende 23a der Durchgangsöffnung 23 im Wesentlichen in einer gleichen Höhenlage, d. h. in einer gemeinsamen virtuellen flachen Oberfläche, welche parallel zur bauteilseitigen Oberfläche 21a verläuft.
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Da folglich eine Dicke T des Lots 42 aufgrund der Tiefe des vertieften Abschnitts 26 zunimmt, kann verhindert werden, dass die Wärmeabfuhr von Wärme aus dem elektronischen Bauteil 30 zur Rückseite des Platinenbauteils 20 sich verschlechtert.
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Da weiterhin der Wärmeleiter 27 den vorstehenden Abschnitt 28 derart hat, dass die obere Oberfläche 28a und das erste Ende 23a im Wesentlichen in einer gleichen Höhenlage liegen, wenn der Wärmeleiter 27 in die Durchgangsöffnung 23 eingesetzt ist, ergibt sich für den vertieften Abschnitt 26 eine festgelegte Tiefe, wenn der Wärmeleiter 27 in die Durchgangsöffnung 23 eingesetzt ist, und es kann verhindert werden, dass die Dicke T des Lots 42 ungleichförmig wird, und darüber hinaus wird der Vorgang des Einsetzens des Wärmeleiters 27 in die Durchgangsöffnung 23 einfacher. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat der vorstehende Abschnitt 28 eine bestimmte Abmessung Ta, welche als ein Abstand zwischen der ersten leitenden Oberfläche 24a und der oberen Oberfläche 28a in Dickenrichtung des Platinenbauteils 20 definiert ist. Die Dicke T des Lots 42 ist größer als die Abmessung Ta. Somit kann sichergestellt werden, dass die Dicke T des Lots 42 die notwendige Abmessung hat, und die Wärmeabfuhr über das Lot 42 und den Wärmeleiter 27 kann mit Sicherheit an einer Verschlechterung gehindert werden.
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Bei der zweiten Ausführungsform gemäß obiger Beschreibung hat der Wärmeleiter 27 den einzelnen vorstehenden Abschnitt 28. Jedoch kann der Wärmeleiter 27 zwei oder mehr vorstehende Abschnitte 28 haben. Weiterhin wurde der vorstehende Abschnitt 28 als im Wesentlichen mittig der ersten leitenden Oberfläche 24a liegend beschrieben; der vorstehende Abschnitt 28 kann jedoch auch an einem beliebigen anderen Punkt auf der ersten leitenden Oberfläche 24a liegen.
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(Dritte Ausführungsform)
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Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend anhand von 5 erläutert. 5 ist eine Schnittteilansicht und zeigt ein Platinenbauteil 20b gemäß der dritten Ausführungsform in einem Zustand, in welchem das elektronische Bauteil 30 nicht auf dem Platinenbauteil 20b angeordnet ist.
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Im Vergleich zur ersten Ausführungsform befindet sich bei der dritten Ausführungsform ein Lot (d. h. ein Verbindungsbauteil) 43 vorab auf der ersten leitenden Oberfläche 24a des Wärmeleiters 24.
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Bei dem Platinenbauteil 20b der vorliegenden Ausführungsform wird das Lot 43 vorab auf die erste leitende Oberfläche 24a aufgebracht, um hier eine bestimmte Dicke zu haben, beispielsweise durch ein Lotplattierungsverfahren oder Lotbeschichtungsverfahren. Mit anderen Worten, die erste leitende Oberfläche 24a trägt das Lot 43. Das Lot 43 und das (spätere) Lot 42 sind aus gleichem Material mit gleicher Zusammensetzung. Wie in 5 gezeigt, ist der Wärmeleiter 24 in der Durchgangsöffnung 23 so angeordnet, dass eine Lotoberfläche (d. h. eine obere Oberfläche) 43a des Lots 43 und das erste Ende 23a der Durchgangsöffnung 23 im Wesentlichen auf gleicher Höhenlage liegen, d. h. in einer gemeinsamen virtuellen flachen Oberfläche parallel zur bauteilseitigen Oberfläche 21a. Wenn der Wärmeleiter 24 und der Wärme abstrahlende Anschluss 33 des elektronischen Bauteils 30, welches auf der bauteilseitigen Oberfläche 21a angeordnet wird, miteinander verlötet werden, schmelzen auch das Lot 42 und das Lot 43 auf und verbinden sich. Im Ergebnis sind der Wärme abstrahlende Anschluss 33 und der Wärmeleiter 24 miteinander über das Lot 42 und das Lot 43 verbunden, welche eine Einheit eingehen.
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Somit wird ähnlich zur ersten Ausführungsform der vertiefte Abschnitt 26, der durch das erste Ende 23a, die Innenwand der Durchgangsöffnung 23 und die erste leitende Oberfläche 24a definiert ist, mit dem Lot 42 gefüllt, und das Lot 42 und das Lot 43 werden miteinander verbunden. Folglich kann eine Gesamtdicke aus Dicke T des Lots 42 und Dicke des Lots 43 aufgrund der Tiefe des vertieften Abschnitts 26 vergrößert werden. Eine Wärmeabfuhr, bei der Wärme vom elektronischen Bauteil 30 zur Rückseite des Platinenbauteils 20b abgeführt wird, kann somit an einer Verschlechterung gehindert werden.
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Insbesondere dadurch, dass das Lot 43 vorab auf der ersten leitenden Oberfläche 24a des Wärmeleiters 24 angeordnet wird, kann die Dicke des Lots 43 problemlos eingestellt werden. Folglich kann die Dicke des Lots 43, d. h. die Dicke eines Lots, welches den Wärme abstrahlenden Anschluss 33 und den Wärmeleiter 24 miteinander verlötet, nach Bedarf abhängig beispielsweise von den Einsatzbedingungen geändert werden.
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Bei der dritten Ausführungsform wird das Lot 43, welches aus gleichem Material bzw. gleicher Zusammensetzung wie das Lot 42 ist, vorab auf der ersten leitenden Oberfläche 24a angeordnet. Anstelle der Anordnung des Lots 43 kann jedoch auch ein Verbindungsbauteil vorab auf der ersten leitenden Oberfläche 24a angeordnet werden, welches sich mit dem Lot 42 verbindet und elektrische Leitfähigkeit hat. Beispielsweise kann dieses Verbindungsbauteil aus einem Material wie einer Lotlegierung sein, welche einen größeren Kaltwiderstand hat und eine größere Verbindungszuverlässigkeit als das Lot 43. Da der Kaltwiderstand und die Verbindungszuverlässigkeit des Materials, welches das Verbindungsbauteil bildet, größer als beim Lot 43 sind, lässt sich eine Verschlechterung der Wärmeabfuhr mit Sicherheit vermeiden.
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(Vierte Ausführungsform)
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Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand von 6 beschrieben. 6 ist eine Schnittteilansicht, welche ein Platinenbauteil 20c der vierten Ausführungsform in einem Zustand zeigt, bei welchem das elektronische Bauteil 30 nicht auf dem Platinenbauteil 20c angeordnet ist.
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Im Vergleich zur dritten Ausführungsform wird anstelle des Wärmeleiters 24 ein Wärmeleiter 29 verwendet, und die gesamte Oberfläche des Wärmeleiters 29 ist mit einem Lot (d. h. einem Verbindungsbauteil) 44 bei dieser vierten Ausführungsform bedeckt.
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Der Wärmeleiter 29 ist aus dem gleichen Material wie der Wärmeleiter 24, aber der Durchmesser des Wärmeleiters 29 ist kleiner als ein Durchmesser der Durchgangsöffnung 23. Insbesondere hat der Wärmeleiter 29 eine erste leitende Oberfläche (d. h. eine obere Oberfläche) 29a, eine zweite leitende Oberfläche (d. h. eine Bodenfläche) 29b, welche entgegengesetzt zur ersten leitenden Oberfläche 29a ist, und eine dritte leitende Oberfläche (d. h. eine äußere Umfangsoberfläche) 29c, welche die erste leitende Oberfläche 29a und die zweite leitende Oberfläche 29b miteinander verbindet. Die gesamte Oberfläche des Wärmeleiters 29 besteht somit aus den oberen, unteren und äußeren Umfangsoberflächen 29a, 29b und 29c. Das Lot 44 wird vorab aufgebracht, um die gesamte Oberfläche des Wärmeleiters 29 zu bedecken, beispielsweise durch ein Lotplattierungsverfahren oder Lotbeschichtungsverfahren. Mit anderen Worten, die erste leitende Oberfläche 29a ist von dem Lot 44 bedeckt. Das Lot 44 und das Lot 42 sind aus gleichem Material mit gleicher Zusammensetzung. Eine Dicke des Lots 44, welches die gesamte Oberfläche des Wärmeleiters 29 bedeckt, wird abhängig von einer inneren Durchmesserabmessung der Durchgangsöffnung 23 festgesetzt.
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Wie in 6 gezeigt, ist der Wärmeleiter 29 in der Durchgangsöffnung 23 so angeordnet, dass eine Lotoberfläche (d. h. eine obere Oberfläche) 44a des Lots 44 benachbart der ersten leitenden Oberfläche 29a und das erste Ende 23a im Wesentlichen in gleicher Höhenlage sind, mit anderen Worten, in der gleichen gemeinsamen virtuellen flachen Oberfläche, die parallel zur bauteilseitigen Oberfläche 21a ist. Wenn der Wärme abstrahlende Anschluss 33 des elektronischen Bauteils 30, welches auf der bauteilseitigen Oberfläche 21a angeordnet ist, und der Wärmeleiter 29 miteinander verlötet werden, schmelzen das Lot 42 und das Lot 44 auf und verbinden sich. Im Ergebnis wird der Wärme abstrahlende Anschluss 33 und der Wärmeleiter 29 miteinander über das Lot 42 und das Lot 44 verlötet.
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Somit wird ähnlich wie bei der dritten Ausführungsform der vertiefte Abschnitt 26, der durch das erste Ende 23a, die Innenwand der Durchgangsöffnung 23 und die erste leitende Oberfläche 29a definiert ist, mit dem Lot 42 gefüllt, und das Lot 42 und das Lot 44 werden miteinander verbunden. Folglich kann die Gesamtdicke aus Dicke T des Lots 42 und Dicke des Lots 44 aufgrund der Tiefe des vertieften Abschnitts 26 erhöht werden. Damit kann die Wärmeabfuhr, bei der Wärme vom elektronischen Bauteil 30 zur Rückseite des Platinenbauteils 20c abgeführt wird, an einer Verschlechterung gehindert werden.
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Da insbesondere das Lot 44, das die äußere leitende Umfangsoberfläche 29c des Wärmeleiters 29 bedeckt, aufgeschmolzen wird und sich mit der plattierten Oberfläche 22 verbindet, wird der Freiraum zwischen der äußeren Umfangsoberfläche 29c und der plattierten Oberfläche 22 gefüllt. Folglich kann Wärme, welche über den Wärmeleiter 29 und das Lot 44 übertragen wird, auch problemlos auf die plattierte Oberfläche 22 übertragen werden. Folglich lässt sich die Wärmeabfuhr zur Rückseite des Platinenbauteils 20c verbessern. Weiterhin hat der Wärmeleiter 29 verbesserte Vibrationsbeständigkeit.
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Bei der vierten Ausführungsform wird das Lot 44 vorab aufgebracht, um die gesamte Oberfläche des Wärmeleiters 29 zu bedecken. Jedoch kann das Lot 44 vorab auch nur auf die erste leitende Oberfläche 29a und die zweite leitende Oberfläche 29b aufgebracht werden. Alternativ kann das Lot 44 vorab auch nur auf die äußere leitende Umfangsoberfläche 29c aufgebracht werden.
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Bei der vierten Ausführungsform wird das Lot 44, welches in der Zusammensetzung gleich dem Lot 42 ist, vorab vollständig oder teilweise auf die Oberfläche des Wärmeleiters 29 aufgebracht. Anstelle der Anordnung des Lots 44 kann auch ein Verbindungsbauteil, das in der Lage ist, sich mit dem Lot 42 zu verbinden, und das elektrische Leitfähigkeit hat, vorab vollständig oder teilweise auf die Oberfläche des Wärmeleiters 29 aufgebracht werden. In diesem Fall kann das Verbindungsbauteil aus einem Material beispielsweise in Form einer Lotlegierung sein, welche größeren Kaltwiderstand und höhere Verbindungszuverlässigkeit als das Lot 44 hat. Da der Kaltwiderstand und die Verbindungszuverlässigkeit des Materials, welches das Verbindungsbauteil bildet, besser als beim Lot 44 sind, kann die Verschlechterung der Wärmeabfuhr mit Sicherheit vermieden werden.
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(Weitere Abwandlungen)
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt und kann beispielsweise noch wie folgt abgewandelt werden:
- (1) Bei den obigen Ausführungsformen wird die Durchgangsöffnung 23 von der plattierten Oberfläche 22 definiert. Jedoch kann die Durchgangsöffnung 23 auch ohne die plattierte Oberfläche 22 unter dem elektronischen Bauteil 30 ausgebildet werden, um direkt durch das Platinenbauteil 20 oder 20a oder 20b oder 20c von der bauteilseitigen Oberfläche 21a zur Rückenfläche 21b zu verlaufen. In diesem Fall wird der Wärmeleiter 24 oder 27 oder 29 direkt in der Durchgangsöffnung 23 angeordnet, welche das Platinenbauteil durchtritt.
- (2) Die Wärmeleiter 24 oder 27 oder 29 sind nicht auf das Kupfer-Inlay oder den Kupferkern beschränkt. Beispielsweise können die Wärmeleiter 24 oder 27 oder 29 aus einem Aluminiumbauteil sein, welches hohe thermische Leitfähigkeit hat.
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Derartige Änderungen und Modifikationen liegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie er durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist.
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Beschrieben wurden insoweit zusammenfassend eine Platine sowie eine elektronische Vorrichtung. Die Platine weist ein Platinenbauteil mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche auf. Wenigstens eine Durchgangsöffnung verläuft durch das Platinenbauteil, und ein Wärmeleiter ist in der Durchgangsöffnung angeordnet, um Wärme von einem Wärme erzeugenden Bauteil abzuführen oder abzuleiten. Der Wärmeleiter hat eine erste leitende Oberfläche, die zu einer Seite benachbart der ersten Fläche hin freiliegt. Die Durchgangsöffnung hat ein erstes Ende benachbart der ersten Oberfläche. Die erste leitende Oberfläche liegt zwischen dem ersten Ende der Durchgangsöffnung und der zweiten Fläche des Platinenbauteils in Dickenrichtung des Platinenbauteils gesehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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