DE19805492A1

DE19805492A1 - Leiterplatte

Info

Publication number: DE19805492A1
Application number: DE1998105492
Authority: DE
Inventors: Bernhard Graf
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Continental Automotive GmbH
Priority date: 1998-02-11
Filing date: 1998-02-11
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2018-02-12
Also published as: DE19805492C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Leiterplatte nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Leiterplatten werden oft mit elektrischen und elektronischen Bauteilen bestückt, die eine hohe Verlustwärme erzeugen, die umgehend abgeführt werden muß, wenn das Bauteil selbst oder in der Nähe liegende andere Schaltungsbestandteile, z. B. in tegrierte Schaltungen, nicht beschädigt werden sollen.

Bekannt ist ein Anordnung zur Kühlung von Bauelementen der elektrischen Nachrichten- und Meßtechnik, bei der sich die zu kühlenden Bauelemente auf einer Metallplatte befinden, die auf ihren beiden Oberflächen mit je einer Isolierstoffolie überzogen ist (DE OS 27 43 647). Die Bauelemente sind von der Metallplatte durch die Folien getrennt, die dem Wärmeübergang einen Widerstand entgegensetzen.

Bekannt ist auch eine Metallkern-Leiterplatte, bei der der Metallkern mit einer Umhüllung aus einem dielektrischen Werkstoff umspritzt wird. Der Metallkern ist, als räumliche Formplatte ausgebildet, die entsprechend dem jeweiligen Ver wendungszweck gebogen werden muß, nicht aber an unterschied liche Bauelemente angepaßt werden kann (DE 38 29 117 A1).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verlustleistung von elektronischen Bauelementen wirksam abzuführen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Leiterplatte nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er findung sind in den Unteransprüchen niedergelegt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Leiterplatte in einer schema tischen Schnittansicht senkrecht zu ihrer Oberflä che;

Fig. 2 die Leiterplatte nach Fig. 1 in der Draufsicht oh ne elektronisches Bauteil, und

Fig. 3 die Leiterplatte nach Fig. 1 in einer Draufsicht auf eine Kupferschicht.

Eine erfindungsgemäße Leiterplatte 1 (Fig. 1) besteht aus einer Kupferschicht 2, in der ein Kupferleitbild (vergleiche Fig. 3), das dem jeweiligen Anwendungszweck entspricht, aus gebildet ist. Es besteht aus Leiterbahnen, Durchbrüchen, Lötaugen und Kupferflächen unterschiedlicher Gestalt. Die Leiterplatte ist beidseitig mit je einer Deckfolie 3 und 4 aus einem Kunststoff abgedeckt und kann zum Beispiel wie die im Handel unter dem Namen Polyflex erhältlichen Schaltung ausgebildet sein. Sie kann mit Löchern beliebiger. Geometrie versehen sein, die an die Anschlußpins der aufzunehmenden Bauteile angepaßt sind und sich gut löten lassen. Die Kupfer schicht 2 hat in Abhängigkeit von ihrer größeren oder gerin geren Dicke starre beziehungsweise flexible Bereiche.

In dem Teil der Leiterplatte 1, der mit einem elektronischen Bauteil oder Bauelement 6 bestückt ist, bildet die Kupfer schicht ein Verbindungselement 8, welches das Bauteil 6 mit einer als Wärmepuffer dienenden metallischen Platte 9 verbin det und somit für eine gute Abfuhr der Verlustwärme sorgt. Das Bauteil 6 ist mit einer Zinnschicht 10 auf das Verbin dungselement aufgelötet, es handelt sich hier um ein soge nanntes SMD-Bauelement, d. h. ein oberflächenmontiertes Bau element.

Das Verbindungselement 8 ist integraler Bestandteil der Kup ferschicht 2, es ist aus ihr durch Ätzen herausgearbeitet. Wegen seiner Form wird es auch als "integrierter Niet" be zeichnet.

Durch Ätztechnik kann jede beliebige Form des Verbindungsele ments 8 hergestellt werden. Es kann somit in einfacher Weise an die Form des jeweilig aufzunehmenden Bauelements 6 ange paßt werden. Die kupfernen Kontaktflächen des Verbindungsele ments 8 ragen über die Deckflächen der Leiterplatte 1, d. h. über die äußeren Oberflächen der Deckfolien 3 und 4 hinaus. Auf der - in der Zeichnung oben liegenden - Bauteilseite kann deshalb ohne weiteres eine SMD-Lötung durchgeführt werden. Auf der gegenüber - in der Zeichnung unten - liegenden Seite wird ein Höhenausgleich zwischen der vorstehenden Kupferflä che des Verbindungselements 8 und der Deckfolie 4 mit einer Haftschicht 12, die zum Beispiel aus einem sogenannten Pre preg-Werkstoff, aus einer Klebefolie oder einem Heißkleber besteht, durchgeführt. Die äußere Kupferfläche des Verbin dungselements 8 und die der Haftschicht 12 bilden somit eine Ebene.

Die Leiterplatte 1 wird mit der Haftschicht 12 auf die metal lische Platte 9, die zum Beispiel aus Aluminium besteht, durch Pressen befestigt werden.

Durch ein genaues Abstimmen der Ätztiefe beim Herstellen des Verbindungselements 8 und der Dicke der Haftschicht 12 wird eine dauerhafte und einwandfreie wärmeleitende Kontaktierung zwischen dem Verbindungselement 8 und der metallischen Platte 9 erreicht.

In der Draufsicht ist die Leiterplatte 1 ohne Bauelement 6 dargestellt (Fig. 2). Der sichtbare kreisrunde Querschnitt des Verbindungselements 8 läßt die im vorliegenden Beispiel zylinderförmige Gestalt erkennen, die auch zu dem Ausdruck "integrierter Niet" geführt hat. Die Gestalt des Verbindung selements 8 kann aber, wie bereits erwähnt, beliebig sein.

Die Kupferschicht 2 bildet Leiterbahnen 14 und 15, von denen hier nur einige beispielhaft dargestellt sind (Fig. 3) und die in Lötaugen 16 und 17 mit Durchbrüchen münden, mit denen Anschlußdrähte des elektronischen Bauelements 6 Verlötet sind. Die verlöteten Anschlußdrähte sind allgemein bekannt und deshalb hier nicht dargestellt.

Zusammenfassend sei nun ausgeführt, daß die Leiterplatte (1) mit mindestens einem Wärme abgebenden elektronischen Bauele ment (6) bestückt und mit einer der Wärmeabfuhr dienenden me tallischen Platte (9) versehen ist. Ein wärmeleitendes Ver bindungselement (8) zwischen dem Bauelement (6) und der me tallischen Platte (9) ragt aus einer beidseitig mit Isolier folie (3) abgedeckten Kupferschicht (2) heraus. Das Verbin dungselement (8) ist als integraler Bestandteil der Kupfer schicht (2) aus dieser herausgeätzt.

Claims

1. Leiterplatte (1) bestückt mit mindestens einem Wärme abge benden elektronischen Bauelement (6), die mit einer der Wär meabfuhr dienenden metallischen Platte (9) versehen ist, wel che mit den Bauelement (6) in wärmeleitender Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet,

1. daß ein wärmeleitendes Verbindungselement (8) zwischen dem Bauelement (6) und der metallischen Platte (9) aus einer beidseitig mit Isolierfolie (3) abgedeckten Kupferschicht (2
2. ) herausragt, und
3. daß das Verbindungselement (8) als integraler Bestandteil der Kupferschicht (2) aus dieser herausgearbeitet ist.

2. Leiterplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (8) zylinderförmige Gestalt aufweist.

3. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (8) aus der Kupferschicht (2) herausgeätzt ist.

4. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (8) auf der Bauteileseite der Leiterplatte (1) aus dieser herausragt und eine Lötfläche für das Bauelement (6) bildet.

5. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß das Verbindungselement (8) auf der Bauteileseite der Leiterplatte (1) gegenüber liegenden Ober fläche aus der Leiterplatte (1) herausragt und eine Anlage fläche für die metallische Platte (9) bildet.

6. Leiterplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Bauteileseite der Leiterplatte (1) gegenüberlie genden Oberfläche eine Haftschicht (12) aufgebracht ist, die den Höhenunterschied zwischen der Deckfolie (4) und der Anla gefläche ausgleicht.

7. Leiterplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haftschicht (12) durch Pressen mit der metallischen Platte (9) verbunden ist.

8. Leiterplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Kupferschicht (2) Leiterbahnen (14, 15) bildet.