JPH08505013A - プリント配線板から成る装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 運転熱を導出する必要のある出力構造部材（１０）が、ろう付け面（１２）を介してプリント配線板（１３）上に配置されていて、熱を導出するため絶縁区間（１９）によって電気的に絶縁されており、またろう付け面（１２）の領域の外方には貫通接触部（１８）が設けられている。この貫通接触部（１８）は、プリント配線板（１３）の底部層（２３）を介し低熱部（３５）に向う良好な熱接触を実現している。絶縁区間（１９）は、電位の負荷された出力構造部材（１０）の載置面と、多くの場合アース電位の負荷された熱を低熱部（３５）の金属載置面との間の電気的な遮断を保証している。従来形式の多層状のプリント配線板（１３）（多層体）内に既に存在している中間層（２１，２２）によって、また場合によっては付加的に錫の充填された貫通接触部（１８）によって、出力構造部材（１０）から低熱部（３５）への熱の導出が付加的に改善されている。

Description

【発明の詳細な説明】 プリント配線板から成る装置 技術分野 本発明は、請求項１の上位概念に基く、プリント配線板から成る装置に関する 。 背景技術 この種の公知の装置にあっては、１数又は複数の出力構造部材内に発生する熱 を低熱部に導出することが困難である場合が多い。その理由は、プリント配線板 がその両表面の少くとも一方の表面に種々の電位で導かれている多数のプリント 配線回路を有しており、これらは相互に交差していて低熱部と交差することが許 されていないからである。例えばドイツ国特許第３５０５１６７号明細書によれ ば、出力構造部材の熱を貫通接触部を介してプリント配線板の下側に導出するこ とが公知である。この貫通接触部は、出力構造部材の載置面の領域でプリント配 線板上に配置されている。しかし出力構造部材の設置後はこの貫通接触部がもは や目視不能であって、検査プロセスのためにアクセスすることができない。更に 、付加的な部分によって形成する必要のある電気的な絶縁に伴って問題が発生し 、これが結果的に熱伝達損失を招くことになっている。 発明の開示 これに対し請求項１に記載の特徴を備えた本発明の装置は、出力構造部材から 低熱部への良好な熱の導出が保証されていると同時に、種々の出力構造部材の電 気的な絶縁性が相互に保証されかつ多くは金属製である低熱部（ケーシング又は ケーシングの底部プレート）に対しても保証されているという利点を有している 。電気絶縁部はもはや覆われていなくて良好に目視可能であり、かついつでも検 査することができる。電気絶縁路は小さな公差で製作可能である。更にこの形式 でのプリント配線板の大量生産は、付加的な作業工程が必要でないため、経済的 で価格的に有利である。またこの形式にあっては、付加的な絶縁部分、付加的な 組立作業、内方に位置する高価な貫通接触部又は熱を導出するための付加的な金 属コア等が全く必要でない。 請求項２以下に記載の手段によって、請求項１で述べた特徴の更に有利な別の 構成が可能である。この装置は多層プリント配線板に対してもまた２面状に積層 された簡単なプリント配線板に対しても共に適合可能である。 図面の簡単な説明 本発明の実施例を図面に図示し、次の説明でこれを詳しく説明する。その際図 １は出力構造部材を備えたプリント配線板の縦断面図、図２は出力構造部材側の プリント配線板の上面の平面図、図３及び図４は実施例の夫々１つの変化態様の 図、図５ａ乃至図５ｄはプリント配線板の１つの熱伝導層の夫々の平面図、を図 示している。 実施例の説明 図１には符号１０で出力構造部材が表わされており、運転の際には特にシリコ ンチップ３０内に発生する出力構造部材１０の熱、つまり損失熱を導出しなけれ ばならない。出力構造部材１０及びシリコンチップ３０は、出力構造部材１０内 に組み込まれた、例えば金属から成る冷却プレート１１によってプリント配線板 １３のろう付け面１２上に配置されている。プリント配線板１３は、所謂多層板 として多層状に構成されていて、電気的な絶縁材料、例えばガラス織布から成る 多くの層１４，１５，１６から成っている。これらの層の間には、つまり層１４ 及び１５の間乃至は層１４及び１６の間には夫々１つの銅層２２及び２１が配置 されている。この銅層２１，２２に対しては、伝熱性でかつ電導性の特性を有し ている別の材料も考えられる。更に出力構造部材１０のためのろう付け面１２と 層１５との間には銅から成る層１７が位置している。更にろう付け面１２と出力 構造部材１０の当接面との外方のプリント配線板１３内には貫通接触部１８とし て、プリント配線板１３の全肉厚を貫通して案内されている多数の孔が形成され ている。貫通接触部１８の 壁は伝熱性かつ電導性である薄い層２０から成っている。図１に基く構成の場合 に重要な点は、層１７と貫通接触部１８のための層２０との間に電気的な絶縁区 間１９が形成されているという点である。図１では簡単な形式でこの絶縁区間１ ９が層１７と層２０との間の接続を遮断することによって形成されている。つま り層１７及び層２０は相互に直接連結されていない。更に層２０は管リベットと 同じように層１４，１５，１６の上面に当接している。 図１によれば出力構造部材１０の両側に熱導出用の貫通接触部１８が形成され ており、このため中間層２１，２２が、プリント配線板１３を貫通して一方の貫 通接触部１８の層２０から他方の貫通接触部１８の層２０へ到達できるようにな っている。図２から明らかなように、出力構造部材１０は多数の貫通接触部１８ によって周辺を枠状に取り囲まれている。このことは夫々、中間層２１，２２が 貫通接触部１８の層２０に接続されている一方で、層１７はいかなる位置におい ても貫通接触部１８の層２０と直接的な接触を行っていないことを意味しており 、その結果、層１５が電気的な絶縁材料から成っているので、層１７と層２０と の間に電気的な絶縁区間１９が形成されうるようになっている。貫通接触部１８ の数と、出力構造部材１０が周囲を貫通接触部１８によって取り囲まれているか どうかということとは、導出されるべき熱の量に依存 している。つまりこの量によって貫通接触部１８の幾何学的な配置及び構成が影 響を受けるようになっている。このための特別な構成が図３及び図５に更に詳し く述べられている。 更に銅層が、プリント配線板１３の底部層２３として貫通接触部１８の壁２０ を相互に結合している。この底部層２３を介してプリント配線板１３は、図１に は図示されていない、所謂熱を導出するための低熱部として役立つ冷却部材又は ケーシング部分上に固定されている。しかしまた、プリント配線板１３をケーシ ング内で自由に掛止して固定し、それによって熱の導出を実現することも可能で あろう。この低熱部は多くの場合金属的にアース電位に導かれている。 図１には矢印によって、出力構造部材１０から低熱部へ向う熱の流れが表わさ れている。特にシリコンチップ３０で発生した出力構造部材１０の損失熱は、組 み込まれた冷却プレート１１からろう付け面１２を介し伝熱性で電導性であるプ リント配線板１３の層１７に到達する。この層１７を介して熱は、層１５に導か れかつ電気的な絶縁材料から成る層１５及び伝熱性の層２２を介して貫通接触部 １８の伝熱性の層２０に案内される。貫通接触部１８から熱は、伝熱性の底部層 ２３に直接導かれる。特に飽和のために層２２によって受容されえない熱は、電 気的な絶縁材料から成る層１４に到達しかつ伝熱性の材料から成る次の層２１に より受容されて貫通接触部１８の層２０に案内される。この位置から熱は更に、 底部層２３を介して熱低下部に導かれる。 図３に図示された実施例の場合には、プリント配線板１３ａが載置面２３ａと 共に全面的に低熱部３５上に載置されているのではなくて、部分的にだけ低熱部 ３５に接触している。このことは、プリント配線板１３ａが低熱部３５を超えて 突き出ていることを意味している。プリント配線板１３ａは、図１及び図２に基 く実施例と同じ様に所謂多層として形成された多層状のプリント配線板として構 成されている。貫通接触部１８ａも同じ様に、出力構造部材１０ａ近傍の側方で プリント配線板１３ａ内に形成されている。図１に基く実施例と異なっている点 は、伝熱性の層１７ａが少くとも部分的に貫通接触部１８ａの伝熱性の層２０ａ に接触しているという点である。このことは、層１７ａが一方の側では、例えば 図３では左側では、その位置が形成された貫通接触部１８ａの層２０ａに結合さ れている一方で、他方の側では、つまり図３では右側では、層１７ａとその位置 に位置する貫通接触部１８ａの層２０ａとが接触していないことを意味している 。出力構造部材１０ａと低熱部３５との間で必要な電気絶縁は、伝熱性の層２２ ａ，２１ａ及び２３ａが夫々交互に貫通接触部１８ａの層２０ａにだけ接続され ている一方で、他方の側では夫々層２０ａとの接触が 行われていないということによって達成されている。このためこの場合も、出力 構造部材１０ａと低熱部３５との間の電気的な絶縁区間１９が形成されうるよう になっている。図３に基く実施例の場合には、層２２ａ及び２３ａが図面の左側 においてその位置に位置する貫通接触部１８ａの層２０ａに接触していない、つ まり絶縁区間１９ｂ及び１９ｃを有している。これとは異なって層１７ａ及び層 ２１ａは、図３の右側において貫通接触部１８ａの層２０ａに接触していない、 つまりこちら側には電気的な絶縁区間１９ｄ及び１９ｅが存在している。これに よって更に、出力構造部材１０ａから低熱部３５への良好な熱伝達が行われ、か つ同時に出力構造部材１０と低熱部３５との間に電気的な絶縁が存在し得るよう に保証されている。図３に基く実施例の場合熱伝達自体は、図１に基く実施例の 説明と同じ様に行われる。低熱部３５上に位置していない貫通接触部１８ａを熱 伝導的な材料、例えばはんだ３６を用いて充填することによって、出力構造部材 １０ａから低熱部３５への熱伝達を顕著に改善することができる。 図４に基く実施例の場合には出力構造部材１０ｂが部分的に貫通接触部１８ｃ を覆っている。この実施例の場合幾つかの貫通接触部１８ｃからのアクセスがで きないようになっている。しかしその外の構造は図３の場合と同一である。 図５ａ乃至図５ｃには、交互の電気的な絶縁部つまり電気的な絶縁区間１９の 形成状況が図示されている。図５ａには、貫通接触部１８ｃと層１７ｃとの開口 部が平面図で図示されている。層１７ｃと貫通接触部１８ｃの層２０ｃとの間の 絶縁区間３６ａが図５ａの右側にみえている。図５ｂからは、貫通接触部１８ｃ の層２０ｃと層２２ｃとの間の電気的な絶縁区間３６ｂが他方の側に位置してい るのが認められる。図５ｃからは、絶縁区間３６ｃが図面の右側におしやられて いて、層２１ｃと貫通接触部１８ｃの層２０ｃとの間に位置しているのが認めら れる。図５ｄには基板２３ｃが図示されていて、左側に位置する貫通接触部１８ ｃの層２０ｃに対する電気的な絶縁区間３６ｄが認められる。つまり各平面内で 各伝熱層２１，２２，２３上には、少くとも１つの絶縁区間１９，３６が存在し ているのを認めることができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クリンガー， ハーベルト ドイツ連邦共和国 Ｄ―90455 ニュルン ベルク バイムバッヒャー ヴェーク 16 アー (72)発明者 シュミット， ハンス−イエルク ドイツ連邦共和国 Ｄ―90599 ディーテ ンホファー オームシュトラーセ 10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．プリント配線板（１３）と、少くとも１つの出力構造部材（１０）と、単数 又は複数の前記出力構造部材（１０）のためのろう付け面（１２）と、プリント 配線板（１３）を貫通して単数又は複数の出力構造部材（１０）から低熱部（３ ５）へ熱を導出するための少くとも１つの貫通接触部（１８）とから成っている 装置において、 単数又は複数の前記貫通接触部（１８）が少くとも部分的に夫々の出力構造部 材（１０）のろう付け面（１２）の外方に形成されており、出力構造部材（１０ ）と低熱部（３５）との間には少くとも１つの電気的な絶縁作用を有する遮断部 （１９）が存在していることを特徴とする、プリント配線板から成る装置。 ２．プリント配線板（１３）が電気絶縁性でかつ伝熱性の材料から成る複数の層 （１４，１５，１６）から成っており、伝熱性の材料から成る中間層（２１，２ ２）が、貫通接触部（１８）から夫々各層（１４，１５，１６）の間でプリント 配線板（１３）内へ案内されていることを特徴とする、請求項１記載の装置。 ３．中間層（２１，２２）が８μｍから１００μｍまでの層厚を有していること を特徴とする、請求項２ 記載の装置。 ４．中間層（２１，２２）が他の貫通接触部（１８）にまで案内されていること を特徴とする、請求項１から３までのいづれか１項記載の装置。 ５．中間層（２１，２２）が交互に貫通接触部（１８）に向って電気的に絶縁さ れていることを特徴とする、請求項１から３までのいづれか１項記載の装置。 ６．中間層（２１，２２）、上面（１７）及び基面（２３）が交互に貫通接触部 （１８）に向って電気的に絶縁されていることを特徴とする、請求項１から３ま でのいづれか１項記載の装置。 ７．電気的な絶縁部が夫々の層（２１，２２，２３，１７）の遮断部（１９）で あることを特徴とする、請求項５又は６記載の装置。 ８．貫通接触部（１８）が伝熱性の材料、殊に錫によって充填されていることを 特徴とする、請求項１から７までのいづれか１項記載の装置。