WO2016045930A1 - Circuit board - Google Patents

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WO2016045930A1
WO2016045930A1 PCT/EP2015/070141 EP2015070141W WO2016045930A1 WO 2016045930 A1 WO2016045930 A1 WO 2016045930A1 EP 2015070141 W EP2015070141 W EP 2015070141W WO 2016045930 A1 WO2016045930 A1 WO 2016045930A1
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WO
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heat
conducting element
circuit board
printed circuit
base body
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/070141
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Bartscherer
Stephanie Gollhofer
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
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    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10227—Other objects, e.g. metallic pieces
    • H05K2201/10416—Metallic blocks or heatsinks completely inserted in a PCB

Definitions

  • the present invention relates to a printed circuit board.
  • the circuit board is
  • Achievements for example for pure electric vehicles, mean higher electrical voltages and currents and, associated therewith, greater power losses and quantities of heat that have to be transported out of a component.
  • the circuit board according to the invention has a main body and an insert.
  • the main body is in particular a plastic substrate, particularly preferably a fiber-reinforced plastic substrate.
  • the insert is at least partially disposed in the body.
  • the insulating element is arranged such that it electrically isolates the first heat-conducting element from the second heat-conducting element.
  • the isolation element is preferably between the first
  • the insert is an insulated metal substrate.
  • the insert is an uninsulated metal inlay which is laminated or glued to a metal plate.
  • an electrical insulation layer between the metal plate and the uninsulated metal inlay is provided.
  • the circuit board has a component surface. On the component surface in particular electrical components can be arranged. The component surface is preferably through a first surface of the base body and / or through a surface of the first
  • the cooling surface is used for cooling of
  • Cooling surface can be additionally provided with a heat sink.
  • the cooling surface is formed by a second surface of the base body and / or by a surface of the second heat-conducting element.
  • the cooling surface is formed exclusively by the surface of the second heat conducting element. It is particularly advantageous if the surface of the second heat-conducting element lifts off from the second surface of the base body.
  • the cooling surface on a planteleitmaterial.
  • the heat-conducting material is applied in particular to the cooling surface.
  • the cooling surface is ideally suited for mounting a heat sink, since an optimal thermal connection of the heat sink to the cooling surface is ensured by theticianleitmaterial.
  • the motherboardleitmaterial is a thickness of
  • Base body the same size as a thickness of the first heat conducting element.
  • first heat-conducting element is within the
  • Isolation element are advantageously mounted on the first heat conducting element. It is particularly preferred that the second
  • Heat conducting element and the insulation element are arranged on the first heat conducting element and the base body.
  • the second heat-conducting element and the insulating element rest on a surface that is jointly formed by the main body and the first heat-conducting element.
  • the insert is pressed into the body.
  • the insert is inserted into a recess of the base body.
  • the recess is in particular a cutout or a bore, wherein the recess extends particularly advantageously through the entire thickness of the base body.
  • the second heat-conducting element is arranged within the base body, with one dimension, particularly preferred a length and / or width of the second heat-conducting element is smaller than the same dimension of the first heat-conducting element.
  • the dimension of the second heat-conducting element is also smaller than the corresponding dimension of the insulating element.
  • the first heat-conducting element preferably has a greater thickness than the second heat-conducting element. This leads to improved heat spreading and heat buffering, which ensures better thermal performance, ie greater heat dissipation.
  • the first heat-conducting element and / or the second heat-conducting element are made of copper or aluminum. Both materials have optimal thermal conductivity and therefore are particularly advantageous for heat dissipation of components.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a printed circuit board according to a first exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a printed circuit board according to a second exemplary embodiment of the invention
  • Figure 3 is a schematic view of a circuit board according to a
  • Figure 4 is a schematic representation of a printed circuit board according to a fourth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a printed circuit board 1 according to a first exemplary embodiment of the invention.
  • the circuit board 1 comprises a Base 2 and an insert 3.
  • the insert 3 is disposed completely within the base body 2.
  • the insert 3 comprises a first heat-conducting element 4 and a second
  • Heat-conducting element 5 an insulating element 6 is attached.
  • Insulation element 6 is used for electrical insulation of the first
  • Heat conducting element 4 of the second heat conducting element 5 are made of copper or aluminum.
  • the first heat-conducting element 4 has a greater thickness than the second heat-conducting element 5. This serves for better heat spreading and
  • the insert 3 is pressed in particular into the base body 2.
  • the printed circuit board 1 has a component surface 7 and a cooling surface 10.
  • the component surface 7 serves to receive components, in particular of electrical components. Thus, it is possible to construct a controller based on the circuit board 1.
  • the component surface 7 is formed by a first surface 8 of the main body 2 and by a surface 9 of the first heat-conducting element 4.
  • the component surface 7 is preferably a flat, continuous surface of the first surface 8 of the base body 2 and surface 9 of the first heat-conducting element 4.
  • Electrical components can be arranged in particular on the first heat-conducting element 4.
  • the cooling surface 10 is used for cooling of components that on the
  • Component surface 7 of the circuit board 1 are arranged.
  • the cooling surface 10 is formed in the first embodiment by a second surface 1 1 of the base body 2 and by a surface 12 of the second heat conducting element 5. Analogous to the component surface 7 is in the first embodiment, the
  • Cooling surface 10 a continuous, flat surface.
  • a heat sink is preferably attachable.
  • the heat sink is in particular via a heat conducting material on the surface 12th of the second heat-conducting element 5 can be arranged.
  • a heat conducting material may for example be a thermal paste, a heat conducting foil or a
  • the printed circuit board 1 allows the direct soldering of a heat sink on the surface 12 of the second heat-conducting element 5. Since the insulation element 6 electrical insulation between the first heat-conducting element 4 and second
  • Heat-conducting element 5 is already ensured, a direct soldering of the heat sink to the surface 12 of the second heat-conducting element 5 is possible. The risk of a short circuit is due to the isolation element. 6
  • Figure 2 shows schematically a circuit board 1 according to a second
  • Embodiment is. The only difference between the first embodiment and the second embodiment is in the
  • the second heat-conducting element 5 has a dimension which is smaller than the dimension of the first heat-conducting element 4. In particular, a width of the second heat-conducting element 5 is less than a width of the first
  • the cooling surface 10 remains as a flat, continuous surface, which is formed from the second surface 1 1 of the base body 2 and the surface 12 of the second cooling element 5. Should the insert 3 alternatively be inserted into a prefabricated recess of the main body 2, the second heat-conducting element 5 does not have to touch the main body 2.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the printed circuit board 1 according to the invention. Again, like reference numerals indicate that they are the same or similar components as in the first and second embodiments.
  • the first heat-conducting element 4 has a thickness which is equal to or nearly equal to the thickness of the main body 2.
  • the insert is partially disposed within the body 2. Only the first heat-conducting element 4 is arranged within the base body 2.
  • the second heat-conducting element 5 and the insulating element 6 are applied to the first heat-conducting element 4.
  • Insulation element 6 additionally applied to the second surface 1 1 of the base body 2.
  • the cooling surface 10 of the printed circuit board 1 according to the third embodiment is thus exclusively through the surface 12 of the second
  • Heat-conducting element 5 serves as a cooling element for an electrical component which is arranged on the component surface 7 of the printed circuit board 1. Since a width of the second heat-conducting element 5 is greater than a width of the first
  • Embodiment a very large cooling surface 10 for the cooling of
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the printed circuit board 1.
  • the same reference numbers indicate that they are the same or similar components as in the first, second or third embodiment.
  • the printed circuit board 1 has two first heat-conducting elements 4, which are pressed into the base body 2. Otherwise, the structure of the printed circuit board 1 according to the fourth embodiment is identical to the third embodiment. Only the insulation element 6 and the second
  • Heat-conducting element 5 are arranged in contrast to the third embodiment such that they are in contact with both first heat-conducting elements 4.
  • two different electrical components can be applied to the surfaces 9 of the first heat-conducting elements 4, wherein both electrical components can be cooled via a common cooling surface 10.
  • the common cooling surface 10 is in turn formed by the surface 12 of the second heat-conducting element 5.
  • the second heat-conducting element 5 by means of an electrical insulating film or by means of an electrically insulating adhesive as insulation element 6 are applied to the first heat conducting element 4.
  • the printed circuit board 1 according to the invention can advantageously serve for the cooling of components, in particular of electrical components, the large electrical voltages and / or large electrical
  • circuit board 1 according to the invention is optimally suitable for use in control units or electric drives of motor vehicles.

Abstract

The invention relates to a circuit board (1) comprising at least one base body (2), and at least one insert part (3) which is arranged at least partially in the base body (2). The insert part (3) comprises: a first heat conducting element (4), a second heat conducting element (5), and an insulation element (6) which is arranged between the first heat conducting element (4) and the second heat-conducting element (5) which electrically insulates the first heat-conducting element (4) from the second heat-conducting element (5).

Description

Beschreibung  description
Titel title
Leiterplatte Stand der Technik  Circuit board prior art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leiterplatte. Die Leiterplatte ist The present invention relates to a printed circuit board. The circuit board is
insbesondere für Steuergeräte oder Elektroantriebe in Kraftfahrzeugen geeignet. especially suitable for control units or electric drives in motor vehicles.
Gerade an Leiterplatten für Elektroantriebe oder Steuergeräte in Kraftfahrzeugen werden immer höhere Anforderungen zur Entwärmung gestellt. Höhere Particularly on printed circuit boards for electric drives or control units in motor vehicles ever higher demands are made for cooling. higher
Leistungen, etwa für reine Elektrofahrzeuge, bedeuten höhere elektrische Spannungen und Ströme und damit verbunden größere Verlustleistungen und Wärmemengen, die aus einem Bauteil befördert werden müssen. Achievements, for example for pure electric vehicles, mean higher electrical voltages and currents and, associated therewith, greater power losses and quantities of heat that have to be transported out of a component.
Im Falle von Bauelementen auf Leiterplatten wird bei hohen Anforderungen an die Entwärmung mit massiven Kupferinlays gearbeitet, die in die Leiterplatte eingepresst werden. Diese Kupferinlays führen die Abwärme von einem In the case of components on printed circuit boards is worked at high heat dissipation requirements with massive copper inlays, which are pressed into the circuit board. These copper inlays carry the waste heat of one
Bauelement durch die Leiterplatte zu einem auf der Rückseite der Leiterplatte angeordneten Kühlkörper. Die thermische Anbindung des Kühlkörpers an das Kupferinlay wird mit einem Wärmeleitmaterial realisiert. In der Regel muss das Kupferinlay gegen den Kühlkörper elektrisch isoliert werden. Dies wird im Stand der Technik durch eine entsprechende Auswahl des Wärmeleitmaterials sichergestellt. Leiterplatten wie zuvor beschrieben sind beispielsweise aus der DE 10 2004 036 960 A1 oder DE 103 29 267 A1 bekannt. Component through the circuit board to a arranged on the back of the circuit board heatsink. The thermal connection of the heat sink to the Kupferinlay is realized with a Wärmeleitmaterial. As a rule, the copper inlay must be electrically insulated against the heat sink. This is ensured in the prior art by an appropriate selection of the heat conducting material. Printed circuit boards as described above are known, for example, from DE 10 2004 036 960 A1 or DE 103 29 267 A1.
Die Leiterplatten aus dem Stand der Technik sind für hohe Leistungen nur bedingt geeignet. So ist eine maximal abführbare Wärmemenge durch den Aufbau herkömmlicher Leiterplatten begrenzt. Außerdem wird das Feld möglicher Wärmeleitmaterialien stark eingeschränkt, da das Wärmeleitmaterial gleichzeitig eine elektrische Isolationswirkung aufweisen muss. Somit sind insbesondere die verfügbaren Wärmeleitmaterialien sehr teuer. Schließlich besteht stets die Gefahr eines Kurzschlusses, da das Kupferinlay ein elektrisches Potenzial aufweist. So kann ein Kurzschluss oder ein Kriechstrom entstehen, wenn die Oberfläche des Kupferinlays nicht vollständig mit dem Wärmeleitmaterial bedeckt ist. The circuit boards of the prior art are only suitable for high performance. Thus, a maximum dissipated amount of heat is limited by the structure of conventional printed circuit boards. In addition, the field of possible Wärmeleitmaterialien is severely limited because the Wärmeleitmaterial must simultaneously have an electrical insulation effect. Thus, in particular the available Wärmeleitmaterialien very expensive. Finally, there is always the danger of a short circuit, since the copper inlay has an electrical potential. Thus, a short circuit or a leakage current may occur if the surface of the copper inlay is not completely covered with the heat conduction material.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Die erfindungsgemäße Leiterplatte weist einen Grundkörper und ein Einlegeteil auf. Der Grundkörper ist insbesondere ein Kunststoffsubstrat, besonders bevorzugt ein faserverstärktes Kunststoffsubstrat. Das Einlegeteil ist zumindest teilweise in dem Grundkörper angeordnet. Erfindungsgemäß weist das The circuit board according to the invention has a main body and an insert. The main body is in particular a plastic substrate, particularly preferably a fiber-reinforced plastic substrate. The insert is at least partially disposed in the body. According to the invention that
Einlegeteil ein erstes Wärmeleitelement, ein zweites Wärmeleitelement und ein Isolationselement auf. Das Isolationselement ist derart angeordnet, dass dieses das erste Wärmeleitelement von dem zweiten Wärmeleitelement elektrisch isoliert. Somit ist das Isolationselement bevorzugt zwischen dem ersten Inserting a first heat conducting element, a second heat conducting element and an insulating element. The insulating element is arranged such that it electrically isolates the first heat-conducting element from the second heat-conducting element. Thus, the isolation element is preferably between the first
Wärmeleitelement und dem zweiten Wärmeleitelement angeordnet. Auf diese Weise ist verhindert, dass ein Potenzial an dem zweiten Wärmeleitelement anliegt. Neben einer verbesserten Entwärmung von Bauelementen, die auf der Leiterplatte angeordnet sind, bietet die Leiterplatte somit eine sehr hohe Heat conducting element and the second heat conducting element arranged. In this way it is prevented that a potential is applied to the second heat-conducting element. In addition to improved cooling of components that are arranged on the circuit board, the circuit board thus offers a very high
Kurzschlusssicherheit.  Short-circuits.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Bevorzugt ist das Einlegeteil ein isoliertes Metallsubstrat. Alternativ ist vorgesehen, dass das Einlegeteil ein unisoliertes Metallinlay ist, das auf eine Metallplatte laminiert oder geklebt ist. Dabei ist eine elektrische Isolationsschicht zwischen der Metallplatte und dem unisolierten Metallinlay vorgesehen. Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass die Leiterplatte eine Bauteiloberfläche aufweist. Auf der Bauteiloberfläche sind insbesondere elektrische Bauelemente anordenbar. Die Bauteiloberfläche wird bevorzugt durch eine erste Oberfläche des Grundkörpers und/oder durch eine Oberfläche des ersten The dependent claims show preferred developments of the invention. Preferably, the insert is an insulated metal substrate. Alternatively, it is provided that the insert is an uninsulated metal inlay which is laminated or glued to a metal plate. In this case, an electrical insulation layer between the metal plate and the uninsulated metal inlay is provided. Preferably, it is also provided that the circuit board has a component surface. On the component surface in particular electrical components can be arranged. The component surface is preferably through a first surface of the base body and / or through a surface of the first
Wärmeleitelementes gebildet. Dabei ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die erste Oberfläche des Grundkörpers und die Oberfläche des ersten Wärmeleitelementes formed. It is particularly preferably provided that the first surface of the base body and the surface of the first
Wärmeleitelementes eine durchgehende, kontinuierliche Oberfläche bilden. Ebenso ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Leiterplatte eine Wärmeleitelementes form a continuous, continuous surface. Likewise, it is advantageously provided that the circuit board a
Kühloberfläche aufweist. Die Kühloberfläche dient zur Entwärmung von Has cooling surface. The cooling surface is used for cooling of
Bauelementen, die auf der Leiterplatte aufgebracht sind, wobei die Components that are applied to the circuit board, wherein the
Kühloberfläche zusätzlich mit einem Kühlkörper versehen werden kann. Die Kühloberfläche ist durch eine zweite Oberfläche des Grundkörpers und/oder durch eine Oberfläche des zweiten Wärmeleitelementes gebildet. Besonders vorteilhaft ist die Kühloberfläche ausschließlich durch die Oberfläche des zweiten Wärmeleitelementes gebildet. Dabei ist besonders vorteilhaft, wenn sich die Oberfläche des zweiten Wärmeleitelementes von der zweiten Oberfläche des Grundkörpers abhebt. Cooling surface can be additionally provided with a heat sink. The cooling surface is formed by a second surface of the base body and / or by a surface of the second heat-conducting element. Particularly advantageously, the cooling surface is formed exclusively by the surface of the second heat conducting element. It is particularly advantageous if the surface of the second heat-conducting element lifts off from the second surface of the base body.
Besonders bevorzugt weist die Kühloberfläche ein Wärmeleitmaterial auf. Das Wärmeleitmaterial ist insbesondere auf die Kühloberfläche aufgebracht. Somit ist die Kühloberfläche ideal zum Anbringen eines Kühlkörpers geeignet, da eine optimale thermische Anbindung des Kühlkörpers an die Kühloberfläche durch das Wärmeleitmaterial sichergestellt ist. Somit sind auch Bauelemente, die hohen Spannungen und/oder Strömen ausgesetzt sind, durch die Leiterplatte entwärm bar. In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine Dicke des Particularly preferably, the cooling surface on a Wärmeleitmaterial. The heat-conducting material is applied in particular to the cooling surface. Thus, the cooling surface is ideally suited for mounting a heat sink, since an optimal thermal connection of the heat sink to the cooling surface is ensured by the Wärmeleitmaterial. Thus, even components that are exposed to high voltages and / or currents through the circuit board Entwärm bar. In an advantageous embodiment of the invention is a thickness of
Grundkörpers gleich groß wie eine Dicke des ersten Wärmeleitelementes. Somit ist insbesondere lediglich das erste Wärmeleitelement innerhalb des  Base body the same size as a thickness of the first heat conducting element. Thus, in particular, only the first heat-conducting element is within the
Grundkörpers angeordnet. Das zweite Wärmeleitelement und das Basic body arranged. The second heat conducting element and the
Isolationselement sind vorteilhafterweise auf dem ersten Wärmeleitelement angebracht. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das zweite Isolation element are advantageously mounted on the first heat conducting element. It is particularly preferred that the second
Wärmeleitelement und das Isolationselement auf dem ersten Wärmeleitelement und dem Grundkörper angeordnet sind. Somit liegt das zweite Wärmeleitelement und das Isolationselement auf einer Oberfläche auf, die gemeinsam durch den Grundkörper und das erste Wärmeleitelement gebildet ist.  Heat conducting element and the insulation element are arranged on the first heat conducting element and the base body. Thus, the second heat-conducting element and the insulating element rest on a surface that is jointly formed by the main body and the first heat-conducting element.
Bevorzugt ist das Einlegeteil in den Grundkörper eingepresst. Alternativ ist das Einlegeteil in eine Ausnehmung des Grundkörpers eingesetzt. Die Ausnehmung ist insbesondere eine Ausfräsung oder eine Bohrung, wobei die Ausnehmung besonders vorteilhaft durch die gesamte Dicke des Grundkörpers hindurchreicht. Preferably, the insert is pressed into the body. Alternatively, the insert is inserted into a recess of the base body. The recess is in particular a cutout or a bore, wherein the recess extends particularly advantageously through the entire thickness of the base body.
In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das zweite Wärmeleitelement innerhalb des Grundkörpers angeordnet, wobei eine Abmessung, besonders bevorzugt eine Länge und/oder Breite des zweiten Warmeleitelementes kleiner als dieselbe Abmessung des ersten Warmeleitelementes ist. Insbesondere ist die Abmessung des zweiten Wärmeleitelements auch kleiner als die entsprechende Abmessung des Isolationselementes. In an advantageous embodiment, the second heat-conducting element is arranged within the base body, with one dimension, particularly preferred a length and / or width of the second heat-conducting element is smaller than the same dimension of the first heat-conducting element. In particular, the dimension of the second heat-conducting element is also smaller than the corresponding dimension of the insulating element.
Bevorzugt weist das erste Wärmeleitelement eine größere Dicke auf als das zweite Wärmeleitelement. Dies führt zu einer verbesserten Wärmespreizung und Wärmepufferung, wodurch eine bessere thermische Performance, das bedeutet eine größere Entwärmung, sichergestellt ist. The first heat-conducting element preferably has a greater thickness than the second heat-conducting element. This leads to improved heat spreading and heat buffering, which ensures better thermal performance, ie greater heat dissipation.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind das erste Wärmeleitelement und/oder das zweite Wärmeleitelement aus Kupfer oder Aluminium gefertigt. Beide Materialien weisen eine optimale Wärmeleitfähigkeit auf und dienen daher besonders vorteilhaft zur Entwärmung von Bauteilen. In an advantageous embodiment, the first heat-conducting element and / or the second heat-conducting element are made of copper or aluminum. Both materials have optimal thermal conductivity and therefore are particularly advantageous for heat dissipation of components.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. In der Zeichnung ist: Hereinafter, embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawing is:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Leiterplatte gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 1 shows a schematic illustration of a printed circuit board according to a first exemplary embodiment of the invention,
Figur 2 eine schematische Darstellung einer Leiterplatte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, FIG. 2 shows a schematic illustration of a printed circuit board according to a second exemplary embodiment of the invention,
Figur 3 eine schematische Ansicht einer Leiterplatte gemäß einem Figure 3 is a schematic view of a circuit board according to a
dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung, und  third embodiment of the invention, and
Figur 4 eine schematische Darstellung einer Leiterplatte gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Figure 4 is a schematic representation of a printed circuit board according to a fourth embodiment of the invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung Embodiments of the invention
Figur 1 zeigt eine schematische Abbildung einer Leiterplatte 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Leiterplatte 1 umfasst einen Grundkörper 2 und ein Einlegeteil 3. Das Einlegeteil 3 ist vollständig innerhalb des Grundkörpers 2 angeordnet. FIG. 1 shows a schematic illustration of a printed circuit board 1 according to a first exemplary embodiment of the invention. The circuit board 1 comprises a Base 2 and an insert 3. The insert 3 is disposed completely within the base body 2.
Das Einlegeteil 3 umfasst ein erstes Wärmeleitelement 4 und ein zweites The insert 3 comprises a first heat-conducting element 4 and a second
Wärmeleitelement 5. Zwischen dem ersten Wärmeleitelement 4 und dem zweitenWärmeleitelement 5. Between the first heat conducting element 4 and the second
Wärmeleitelement 5 ist ein Isolationselement 6 angebracht. Das Heat-conducting element 5, an insulating element 6 is attached. The
Isolationselement 6 dient zur elektrischen Isolierung des ersten Insulation element 6 is used for electrical insulation of the first
Wärmeleitelementes 4 von dem zweiten Wärmeleitelement 5. Insbesondere sind erstes Wärmeleitelement 4 und zweites Wärmeleitelement 5 aus Kupfer oder Aluminium gefertigt. Heat conducting element 4 of the second heat conducting element 5. In particular, the first heat conducting element 4 and the second heat conducting element 5 are made of copper or aluminum.
Das erste Wärmeleitelement 4 weist eine größere Dicke auf als das zweite Wärmeleitelement 5. Dies dient zur besseren Wärmespreizung und The first heat-conducting element 4 has a greater thickness than the second heat-conducting element 5. This serves for better heat spreading and
Wärmepufferung, wodurch eine optimale Entwärmung eines Bauelementes, das auf der Leiterplatte 1 angeordnet werden kann, sichergestellt ist. Alternativ kann aber ebenso das erste Wärmeleitelement 4 eine geringere Dicke oder eine gleichgroße Dicke aufweisen wie das zweite Wärmeleitelement 5. Das Einlegeteil 3 ist insbesondere in den Grundkörper 2 eingepresst. Die Leiterplatte 1 weist eine Bauteiloberfläche 7 und eine Kühloberfläche 10 auf.Heat buffering, whereby an optimal cooling of a device that can be placed on the circuit board 1, is ensured. Alternatively, however, also the first heat-conducting element 4 may have a smaller thickness or an equal thickness than the second heat-conducting element 5. The insert 3 is pressed in particular into the base body 2. The printed circuit board 1 has a component surface 7 and a cooling surface 10.
Die Bauteiloberfläche 7 dient zur Aufnahme von Bauelementen, insbesondere von elektrischen Komponenten. Somit ist es möglich, ein Steuergerät basierend auf der Leiterplatte 1 aufzubauen. Die Bauteiloberfläche 7 ist durch eine erste Oberfläche 8 des Grundkörpers 2 und durch eine Oberfläche 9 des ersten Wärmeleitelementes 4 gebildet. Dabei ist die Bauteiloberfläche 7 bevorzugt eine ebene, kontinuierliche Oberfläche aus erster Oberfläche 8 des Grundkörpers 2 und Oberfläche 9 des ersten Wärmeleitelementes 4. Elektrische Komponenten sind insbesondere auf dem ersten Wärmeleitelement 4 anordenbar. Die Kühloberfläche 10 dient zur Entwärmung von Bauelementen, die auf derThe component surface 7 serves to receive components, in particular of electrical components. Thus, it is possible to construct a controller based on the circuit board 1. The component surface 7 is formed by a first surface 8 of the main body 2 and by a surface 9 of the first heat-conducting element 4. In this case, the component surface 7 is preferably a flat, continuous surface of the first surface 8 of the base body 2 and surface 9 of the first heat-conducting element 4. Electrical components can be arranged in particular on the first heat-conducting element 4. The cooling surface 10 is used for cooling of components that on the
Bauteiloberfläche 7 der Leiterplatte 1 angeordnet sind. Die Kühloberfläche 10 ist im ersten Ausführungsbeispiel gebildet durch eine zweite Oberfläche 1 1 des Grundkörpers 2 und durch eine Oberfläche 12 des zweiten Wärmeleitelementes 5. Analog zur Bauteiloberfläche 7 ist im ersten Ausführungsbeispiel die Component surface 7 of the circuit board 1 are arranged. The cooling surface 10 is formed in the first embodiment by a second surface 1 1 of the base body 2 and by a surface 12 of the second heat conducting element 5. Analogous to the component surface 7 is in the first embodiment, the
Kühloberfläche 10 eine kontinuierliche, ebene Oberfläche. Auf der Oberfläche 12 des zweiten Wärmeleitelementes 5 ist bevorzugt ein Kühlkörper anbringbar. Der Kühlkörper ist insbesondere über ein Wärmeleitmaterial auf der Oberfläche 12 des zweiten Wärmeleitelementes 5 anordenbar. Ein derartiges Wärmeleitmaterial kann beispielsweise eine Wärmeleitpaste, eine Wärmeleitfolie oder ein Cooling surface 10 a continuous, flat surface. On the surface 12 of the second heat-conducting element 5, a heat sink is preferably attachable. The heat sink is in particular via a heat conducting material on the surface 12th of the second heat-conducting element 5 can be arranged. Such a heat conducting material may for example be a thermal paste, a heat conducting foil or a
Wärmeleitklebstoff sein. In besonders bevorzugter Alternative ermöglicht die Leiterplatte 1 das direkte Anlöten eines Kühlkörpers auf der Oberfläche 12 des zweiten Wärmeleitelementes 5. Da durch das Isolationselement 6 eine elektrische Isolierung zwischen erstem Wärmeleitelement 4 und zweitem Be thermal adhesive. In a particularly preferred alternative, the printed circuit board 1 allows the direct soldering of a heat sink on the surface 12 of the second heat-conducting element 5. Since the insulation element 6 electrical insulation between the first heat-conducting element 4 and second
Wärmeleitelement 5 bereits sichergestellt ist, ist ein unmittelbares Anlöten des Kühlkörpers an der Oberfläche 12 des zweiten Wärmeleitelementes 5 möglich. Die Gefahr eines Kurzschlusses ist durch das Isolationselement 6 Heat-conducting element 5 is already ensured, a direct soldering of the heat sink to the surface 12 of the second heat-conducting element 5 is possible. The risk of a short circuit is due to the isolation element. 6
ausgeschlossen. Gleichzeitig ermöglicht das direkte Anlöten eine optimalelocked out. At the same time, the direct soldering allows an optimal
Wärmeübertragung von dem zweiten Wärmeleitelement 6 auf den Kühlkörper. Heat transfer from the second heat conducting element 6 to the heat sink.
Figur 2 zeigt schematisch eine Leiterplatte 1 gemäß einem zweiten Figure 2 shows schematically a circuit board 1 according to a second
Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dabei zeigen gleiche Bezugszeichen wie in Figur 1 an, dass es sich um gleiche oder funktional gleiche Bauteile wie im erstenEmbodiment of the invention. The same reference numerals as in Figure 1 indicate that they are the same or functionally identical components as in the first
Ausführungsbeispiel handelt. Der einzige Unterschied zwischen dem ersten Ausführungsbeispiel und dem zweiten Ausführungsbeispiel liegt in der Embodiment is. The only difference between the first embodiment and the second embodiment is in the
Abmessung des zweiten Wärmeleitelementes 5. Im zweiten Ausführungsbeispiel weist das zweite Wärmeleitelement 5 eine Abmessung auf, die kleiner ist als Abmessung des ersten Wärmeleitelementes 4. Insbesondere ist eine Breite des zweiten Wärmeleitelementes 5 geringer als eine Breite des ersten Dimension of the second heat-conducting element 5. In the second embodiment, the second heat-conducting element 5 has a dimension which is smaller than the dimension of the first heat-conducting element 4. In particular, a width of the second heat-conducting element 5 is less than a width of the first
Wärmeleitelementes 4. Falls das Einlegeteil 3 in den Grundkörper 2 eingepresst ist, verbleibt die Kühloberfläche 10 als ebene, kontinuierliche Oberfläche, die aus zweiter Oberfläche 1 1 des Grundkörpers 2 und aus der Oberfläche 12 des zweiten Kühlelementes 5 gebildet ist. Sollte das Einlegeteil 3 alternativ in eine vorgefertigte Ausnehmung des Grundkörpers 2 eingesetzt sein, so muss das zweite Wärmeleitelement 5 den Grundkörper 2 nicht berühren. Wärmeleitelementes 4. If the insert 3 is pressed into the base body 2, the cooling surface 10 remains as a flat, continuous surface, which is formed from the second surface 1 1 of the base body 2 and the surface 12 of the second cooling element 5. Should the insert 3 alternatively be inserted into a prefabricated recess of the main body 2, the second heat-conducting element 5 does not have to touch the main body 2.
Figur 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Leiterplatte 1 . Wiederum zeigen gleiche Bezugszeichen an, dass es sich um gleiche oder gleichartige Bauelemente wie im ersten und im zweiten Ausführungsbeispiel handelt. FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of the printed circuit board 1 according to the invention. Again, like reference numerals indicate that they are the same or similar components as in the first and second embodiments.
Im Unterschied zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel weist das erste Wärmeleitelement 4 eine Dicke auf, die gleich groß oder nahezu gleich groß wie die Dicke des Grundkörpers 2 ist. Somit ist das Einlegeteil teilweise innerhalb des Grundkörpers 2 angeordnet. Lediglich das erste Wärmeleitelement 4 ist innerhalb des Grundkörpers 2 angeordnet. Das zweite Wärmeleitelement 5 und das Isolationselement 6 sind auf das erste Wärmeleitelement 4 aufgebracht. Im dritten Ausführungsbeispiel ist das zweite Wärmeleitelement 5 und das In contrast to the first and second embodiments, the first heat-conducting element 4 has a thickness which is equal to or nearly equal to the thickness of the main body 2. Thus, the insert is partially disposed within the body 2. Only the first heat-conducting element 4 is arranged within the base body 2. The second heat-conducting element 5 and the insulating element 6 are applied to the first heat-conducting element 4. In the third embodiment, the second heat-conducting element 5 and the
Isolationselement 6 zusätzlich auf die zweite Oberfläche 1 1 des Grundkörpers 2 aufgebracht. Insulation element 6 additionally applied to the second surface 1 1 of the base body 2.
Die Kühloberfläche 10 der Leiterplatte 1 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ist somit ausschließlich durch die Oberfläche 12 des zweiten The cooling surface 10 of the printed circuit board 1 according to the third embodiment is thus exclusively through the surface 12 of the second
Wärmeleitelementes 5 gebildet. Auf die Oberfläche 12 des zweiten Wärmeleitelementes 5 formed. On the surface 12 of the second
Wärmeleitelements 5 ist ein Kühlkörper aufbringbar, oder die Oberfläche 12 desWärmeleitelements 5 is a heat sink applied, or the surface 12 of the
Wärmeleitelements 5 dient als Kühlelement für eine elektrische Komponente, die auf der Bauteiloberfläche 7 der Leiterplatte 1 angeordnet ist. Da eine Breite des zweiten Wärmeleitelementes 5 größer als eine Breite des ersten Heat-conducting element 5 serves as a cooling element for an electrical component which is arranged on the component surface 7 of the printed circuit board 1. Since a width of the second heat-conducting element 5 is greater than a width of the first
Wärmeleitelementes 4 ist, bietet die Leiterplatte 1 gemäß dem dritten Wärmeleitelementes 4, offers the circuit board 1 according to the third
Ausführungsbeispiel eine sehr große Kühloberfläche 10 zur Entwärmung vonEmbodiment, a very large cooling surface 10 for the cooling of
Bauelementen, die auf der Bauteiloberfläche 7 der Leiterplatte 1 angebracht werden können. Components that can be mounted on the component surface 7 of the circuit board 1.
Figur 4 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel der Leiterplatte 1 . Wiederum zeigen gleichen Bezugszeichen an, dass es sich um gleiche oder gleichartige Bauteile wie im ersten, zweiten oder dritten Ausführungsbeispiel handelt. Im vierten Ausführungsbeispiel weist die Leiterplatte 1 zwei erste Wärmeleitelemente 4 auf, die in den Grundkörper 2 eingepresst sind. Ansonsten ist der Aufbau der Leiterplatte 1 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel identisch zu dem dritten Ausführungsbeispiel. Lediglich das Isolationselement 6 und das zweite FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment of the printed circuit board 1. Again, the same reference numbers indicate that they are the same or similar components as in the first, second or third embodiment. In the fourth exemplary embodiment, the printed circuit board 1 has two first heat-conducting elements 4, which are pressed into the base body 2. Otherwise, the structure of the printed circuit board 1 according to the fourth embodiment is identical to the third embodiment. Only the insulation element 6 and the second
Wärmeleitelement 5 sind im Unterschied zum dritten Ausführungsbeispiel derart angeordnet, dass diese in Kontakt mit beiden ersten Wärmeleitelementen 4 stehen. Somit sind insbesondere zwei unterschiedliche elektrische Komponenten auf die Oberflächen 9 der ersten Wärmeleitelemente 4 aufbringbar, wobei beide elektrischen Komponenten über eine gemeinsame Kühloberfläche 10 gekühlt werden können. Die gemeinsame Kühloberfläche 10 ist wiederum durch die Oberfläche 12 des zweiten Wärmeleitelementes 5 gebildet.  Heat-conducting element 5 are arranged in contrast to the third embodiment such that they are in contact with both first heat-conducting elements 4. Thus, in particular, two different electrical components can be applied to the surfaces 9 of the first heat-conducting elements 4, wherein both electrical components can be cooled via a common cooling surface 10. The common cooling surface 10 is in turn formed by the surface 12 of the second heat-conducting element 5.
In dem dritten Ausführungsbeispiel und in dem vierten Ausführungsbeispiel ist außerdem möglich, dass zunächst unisolierte Metallinlays in den Grundkörper 2 eingepresst werden, um somit das erste Wärmeleitelement 4 zu bilden. In the third embodiment and in the fourth embodiment, it is also possible that initially uninsulated metal inlays are pressed into the main body 2, thus forming the first heat-conducting element 4.
Anschließend kann das zweite Wärmeleitelement 5 mithilfe einer elektrisch isolierenden Folie oder mithilfe eines elektrisch isolierenden Klebstoffs als Isolationselement 6 auf das erste Wärmeleitelement 4 aufgebracht werden. Subsequently, the second heat-conducting element 5 by means of an electrical insulating film or by means of an electrically insulating adhesive as insulation element 6 are applied to the first heat conducting element 4.
Außerdem erlauben alle Ausführungsbeispiele, dass die Kühloberfläche 10 mit der Bauteiloberfläche 7 vertauscht wird. In addition, all embodiments allow the cooling surface 10 to be exchanged with the component surface 7.
Aus den Figuren und den Ausführungsbeispielen der Erfindung ist somit ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Leiterplatte 1 in vorteilhafter Weise zur Entwärmung von Bauelementen, insbesondere von elektrischen Komponenten, dienen kann, die großen elektrischen Spannungen und/oder großen elektrischenFrom the figures and the embodiments of the invention is thus apparent that the printed circuit board 1 according to the invention can advantageously serve for the cooling of components, in particular of electrical components, the large electrical voltages and / or large electrical
Strömen ausgesetzt sind. Somit eignet sich die erfindungsgemäße Leiterplatte 1 in optimaler Weise für die Verwendung in Steuergeräten oder Elektroantrieben von Kraftfahrzeugen. Are exposed to currents. Thus, the circuit board 1 according to the invention is optimally suitable for use in control units or electric drives of motor vehicles.

Claims

Ansprüche claims
1 . Leiterplatte (1 ) umfassend zumindest einen Grundkörper (2), und 1 . Printed circuit board (1) comprising at least one main body (2), and
zumindest ein Einlegeteil (3), das zumindest teilweise in dem Grundkörper (2) angeordnet ist, wobei das Einlegeteil (3) aufweist:  at least one insert part (3) which is arranged at least partially in the base body (2), wherein the insert part (3) comprises:
- ein erstes Wärmeleitelement (4),  a first heat conducting element (4),
- ein zweites Wärmeleitelement (5), und  - A second heat conducting element (5), and
- ein zwischen dem ersten Wärmeleitelement (4) und dem zweiten  - One between the first heat conducting element (4) and the second
Wärmeleitelement (5) angeordnetes Isolationselement (6), welches das erste Wärmeleitelement (4) von dem zweiten Wärmeleitelement (5) elektrisch isoliert.  Heat-conducting element (5) arranged insulating element (6), which electrically isolates the first heat-conducting element (4) from the second heat-conducting element (5).
2. Leiterplatte (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das 2. Printed circuit board (1) according to claim 1, characterized in that the
Einlegeteil (3) ein isoliertes Metall-Substrat ist.  Insert (3) is an insulated metal substrate.
3. Leiterplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 3. printed circuit board (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass eine Bauteiloberfläche (7) der Leiterplatte (1 ) durch eine erste Oberfläche (8) des Grundkörpers (2) und/oder durch eine Oberfläche (9) des ersten Wärmeleitelementes (4) gebildet ist.  in that a component surface (7) of the printed circuit board (1) is formed by a first surface (8) of the base body (2) and / or by a surface (9) of the first heat-conducting element (4).
4. Leiterplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 4. printed circuit board (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass eine Kühloberfläche (10) der Leiterplatte (1 ) durch eine zweite Oberfläche (1 1 ) des Grundkörpers (2) und/oder durch eine Oberfläche (12) des zweiten Wärmeleitelementes (5) gebildet ist.  in that a cooling surface (10) of the printed circuit board (1) is formed by a second surface (1 1) of the base body (2) and / or by a surface (12) of the second heat-conducting element (5).
5. Leiterplatte (1 ) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Kühloberfläche (10) ein Wärmeleitmaterial angebracht ist. 5. printed circuit board (1) according to claim 4, characterized in that on the cooling surface (10) has a heat conducting material is attached.
6. Leiterplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 6. printed circuit board (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass eine Dicke des Grundkörpers (2) gleich ist wie eine Dicke des ersten Wärmeleitelementes (4), wobei das zweite  in that a thickness of the main body (2) is the same as a thickness of the first heat-conducting element (4), wherein the second
Wärmeleitelement (5) und/oder das Isolationselement (6) auf dem ersten Wärmeleitelement (4) aufgebracht sind. Heat-conducting element (5) and / or the insulation element (6) on the first heat-conducting element (4) are applied.
7. Leiterplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (3) in den Grundkörper (2) eingepresst ist. 7. printed circuit board (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the insert part (3) in the base body (2) is pressed.
8. Leiterplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 8. printed circuit board (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das zweite Warmeleitelement (5) innerhalb des Grundkörpers (2) angeordnet ist und eine geringere Länge und/oder eine geringere Breite als das erste Warmeleitelement (6) aufweist.  in that the second heat-conducting element (5) is arranged inside the base body (2) and has a smaller length and / or a smaller width than the first heat-conducting element (6).
9. Leiterplatte (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch 9. printed circuit board (1) according to one of the preceding claims, characterized
gekennzeichnet, dass das erste Warmeleitelement (4) eine größere Dicke aufweist als das zweite Warmeleitelement (5).  in that the first heat-conducting element (4) has a greater thickness than the second heat-conducting element (5).
10. Leiterplatte (1 ), dadurch gekennzeichnet, dass das erste Warmeleitelement (4) und/oder das zweite Warmeleitelement (5) aus Kupfer oder aus Aluminium gefertigt sind. 10. printed circuit board (1), characterized in that the first heat-conducting element (4) and / or the second heat-conducting element (5) are made of copper or aluminum.
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