WO2019120691A1 - Steuergerät für eine elektrische maschine - Google Patents

Steuergerät für eine elektrische maschine Download PDF

Info

Publication number
WO2019120691A1
WO2019120691A1 PCT/EP2018/079001 EP2018079001W WO2019120691A1 WO 2019120691 A1 WO2019120691 A1 WO 2019120691A1 EP 2018079001 W EP2018079001 W EP 2018079001W WO 2019120691 A1 WO2019120691 A1 WO 2019120691A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
circuit board
control device
heat sink
printed circuit
protected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP2018/079001
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Hundt
Shanmugam Kaarthikeyan
Lakshmi Meena Ganesan
Peter Renner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to CN201880082674.7A priority Critical patent/CN111466158B/zh
Priority to US16/770,246 priority patent/US11129270B2/en
Publication of WO2019120691A1 publication Critical patent/WO2019120691A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/20436Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing
    • H05K7/20445Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff
    • H05K7/20454Inner thermal coupling elements in heat dissipating housings, e.g. protrusions or depressions integrally formed in the housing the coupling element being an additional piece, e.g. thermal standoff with a conformable or flexible structure compensating for irregularities, e.g. cushion bags, thermal paste
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0201Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203Cooling of mounted components
    • H05K1/021Components thermally connected to metal substrates or heat-sinks by insert mounting
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09009Substrate related
    • H05K2201/09036Recesses or grooves in insulating substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09745Recess in conductor, e.g. in pad or in metallic substrate
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10431Details of mounted components
    • H05K2201/10553Component over metal, i.e. metal plate in between bottom of component and surface of PCB
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0058Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
    • H05K3/0061Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/30Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors
    • H05K3/32Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits
    • H05K3/34Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistors electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering
    • H05K3/3447Lead-in-hole components

Definitions

  • the invention relates to a control device for an electrical machine, wherein the control device comprises a printed circuit board and a heat sink, which
  • WO 1997027728 A2 discloses.
  • thermal paste when joining the circuit board with the heat sink, the lateral spread of the thermal paste is only very limited controllable and thus the thermal paste can also get into areas that should remain free of the thermal paste.
  • the invention relates to a control device for an electrical machine, wherein the control device comprises a printed circuit board and a heat sink, which
  • a thermal paste is introduced at least for thermal connection of the circuit board with the heat sink.
  • the printed circuit board and / or the heat sink has at least one recess, wherein the recess is configured in such a lateral direction between a region to be protected and the introduced.99leitpaste that upon assembly of the circuit board and the heat sink, an excess, laterally spreading part of the thermal paste is receivable by the recess.
  • the advantage here is that when joining the circuit board with the heat sink, a lateral overflow of the thermal compound in the area to be protected can be prevented.
  • the area to be protected is therefore one Area, which should be protected from the thermal grease and in which the thermal grease should not penetrate accordingly.
  • an electric machine is meant, for example, an electric motor.
  • Such an electric motor can be designed, for example, as a three-phase synchronous machine or asynchronous machine.
  • a printed circuit board is typically designed flat. This planar printed circuit board thus offers space to arrange at least a part of the necessary for controlling the electrical machine components thereon.
  • These components may, for example, a processing unit, in particular a
  • the heat sink has a material with a very good thermal conductivity and is metallic, for example.
  • the heat sink also has at least one contact surface, which is thermally connected to the circuit board, wherein the contact surface is in particular also flat.
  • a thermal connection is here again to understand that heat from the circuit board can be passed to the heat sink.
  • the thermal connection is in this case introduced via the between the heat sink and the circuit board
  • thermal paste is a deformable material to understand, which has a good thermal conductivity.
  • the thermal compound may also be configured as a thermal adhesive. This thermal compound is typically disposed between the heat sink and the circuit board.
  • a heat sink with a correspondingly configured recess can be produced by means of a die-casting method.
  • PCB is milled.
  • assembled components is meant that a strong, mechanical connection between the corresponding components is available.
  • This solid, mechanical connection can be realized, for example, by the printed circuit board is screwed to the heat sink.
  • the thermal grease may have an adhesive property in order for the solid, mechanical connection between the heat sink and the
  • a lateral direction here is a direction which runs perpendicular to a direction in which the printed circuit board and the heat sink are joined together. This lateral direction is thus typically parallel to the main extension plane of the printed circuit board or parallel to the main extension plane of the heat sink.
  • An embodiment of the control device according to the invention provides that the recess is designed as a groove.
  • the advantage here is that a groove is easy and inexpensive to implement, whereby the manufacturing cost of the controller can be kept low.
  • An embodiment of the control device according to the invention provides that the recess completely encloses the area to be protected, in particular completely encloses it in the lateral direction.
  • the advantage here is that from any direction in the appropriate level thermal compound can penetrate into the area to be protected. Consequently, the corresponding area is protected on all sides.
  • control device within the region to be protected at least part of an electrical contacting of an electronic component with the
  • Printed circuit board is designed, in particular a part of a push-through contacting.
  • the advantage here is that it can be avoided that the thermal compound comes into contact with the electrical contact. This makes it again avoidable that, for example, a short circuit on the thermal paste between the contact of the electronic component and other elements that are associated with the thermal grease, may arise.
  • Another advantage is that the corresponding area to be protected is not contaminated by the thermal grease, otherwise the thermal paste penetrated into the area to be protected would make it difficult or even impossible to design a corresponding through-contacting and / or solder connection.
  • the electronic component may be, for example, an intermediate circuit capacitor.
  • the electronic component is arranged in a slug-down technique.
  • the component is disposed on the heat sink and not as usual on the circuit board.
  • the component is electrically connected to the printed circuit board via a wired connection, in particular a push-through contacting.
  • the advantage here is that due to the direct contact with the heat sink, the heat generated by the component can be dissipated particularly quickly and effectively over the heat sink. In particular, this is advantageous for components with a large heat generation, such as a DC link capacitor.
  • this electronic component may comprise a sensor unit and / or a coating coated by a coating
  • the component configured as a sensor unit for example, and the thermal compound come into contact with one another. This can in turn be prevented that the sensor unit by the thermal grease in their functionality
  • the senor unit may for example have a pressure sensor, which could clog on contact with the thermal paste.
  • the sensor unit can also be configured capacitively, for example.
  • Control unit or individual electronic components.
  • the coating can serve, for example, to protect the component from external influences, such as water or dirt.
  • a coating may for example be designed as a polymer film.
  • Fig. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a control device according to the invention.
  • FIG. 2 shows a detail of a section through the control device according to the invention shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the heat sink of the inventive control device according to FIG. 1.
  • Fig. 4 shows a section of a section through a second
  • FIG. 1 shows a perspective view of a first embodiment of a control device according to the invention.
  • control unit 10 Shown is a control unit 10 for a pictorial not shown, electric machine.
  • the control unit 10 has a newly designed circuit board 20 and a likewise just designed heat sink 30.
  • the printed circuit board 20 and the heat sink 30 are joined together, wherein between the printed circuit board 20 and the heat sink 30, a thermal paste 40 is introduced.
  • Joining can be done, for example, by the heat-conducting paste 40 is designed as a thermal adhesive.
  • the printed circuit board 20 has two openings for electrical contacts of a component 22 that is not visible in this FIG. 1. These electrical contacts of the component 22 are thus configured as Autosteck- contacting 23.
  • the printed circuit board 20 has space for at least part of the necessary for controlling the electrical machine components, these components are also not shown pictorially.
  • Components may for example be a processing unit, in particular a microcontroller, or else a semiconductor circuit
  • FIG. 2 shows a detail of a section through the control device according to the invention shown in FIG. 1.
  • the control device 10 accordingly comprises a printed circuit board 20, a heat sink 30 and a thermal compound 40 introduced between the printed circuit board 20 and the heat sink.
  • the heat sink 30 also has a recess 32 which completely encloses a region 50 to be protected.
  • Recess 32 is designed such that upon assembly of the circuit board 20 and the heat sink 30, an excess portion of the laterally spreading thermal paste 40 are received by the recess 32 and thus can not penetrate into the area to be protected 50.
  • the joining takes place here in particular in a direction perpendicular to the main extension plane of the heat sink 30 or to
  • control unit 10 has a component 22 which is arranged on the heat sink 30 and thus thermally connected thereto. to electrical contacting of the component 22 with the circuit board 20, the component 22 on two through-contacts 23, which extend through corresponding openings in the heat sink 30 and the circuit board 20 and extend through the area to be protected 50.
  • the recess 32 may also be configured accordingly in the printed circuit board 20 instead of in the heat sink 30.
  • the recess 32 may also be configured accordingly in the printed circuit board 20 instead of in the heat sink 30.
  • correspondingly configured recesses may also be formed both in the printed circuit board 20 and in the heat sink 30.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the heat sink of the inventive control device according to FIG. 1.
  • Fig. 4 shows a section through a second embodiment of a control device according to the invention.
  • This second embodiment according to FIG. 4 differs from the first exemplary embodiment according to FIG. 1 or according to FIG. 2 only in that instead of a slug-down-type component 22 with push-through contacts 23 a component 24 within the area to be protected 50 is arranged.
  • the component 24 is coated with a coating 25, which likewise lies within the region 50 to be protected, whereby the contact between the coating 25 and the thermal compound 40 can be avoided.
  • the coating 25 may be configured, for example, as a polymer film.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

Die Erfindung ein Steuergerät (10) für eine elektrische Maschine, wobei das Steuergerät (10) eine Leiterplatte (20) und einen Kühlkörper (30) umfasst, welche zusammengefügt sind, wobei zwischen der Leiterplatte (20) und dem Kühlkörper (30) eine Wärmeleitpaste (40) wenigstens zur thermischen Verbindung der Leiterplatte (20) mit dem Kühlkörper (30) eingebracht ist. Ein Aspekt der Erfindung ist, dass die Leiterplatte (20) und/oder der Kühlkörper (30) wenigstens eine Ausnehmung (32) aufweist, wobei die Ausnehmung (32) derartig in lateraler Richtung zwischen einem zu schützenden Bereich (50) und der eingebrachten Wärmeleitpaste (40) ausgestaltet ist, dass beim Zusammenfügen der Leiterplatte (20) und des Kühlkörpers (30) ein überschüssiger Teil der sich lateral ausbreitenden Wärmeleitpaste (40) von der Ausnehmung (32) aufnehmbar ist.

Description

Beschreibung
Steuergerät für eine elektrische Maschine
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für eine elektrische Maschine, wobei das Steuergerät eine Leiterplatte und einen Kühlkörper umfasst, welche
zusammengefügt sind, wobei zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper eine Wärmeleitpaste zur thermischen Verbindung der Leiterplatte mit dem Kühlköper eingebracht ist.
Ein solches Steuergerät ist beispielsweise in der Offenlegungsschrift
WO 1997027728 A2 offenbart.
Ein übliches Problem bei solchen Steuergeräten ist, dass beim Zusammenfügen der Leiterplatte mit dem Kühlköper die laterale Ausbreitung der Wärmeleitpaste nur sehr bedingt kontrollierbar ist und somit die Wärmeleitpaste auch in Bereiche gelangen kann, welche frei von der Wärmeleitpaste bleiben sollten.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für eine elektrische Maschine, wobei das Steuergerät eine Leiterplatte und einen Kühlkörper umfasst, welche
zusammengefügt sind, wobei zwischen der Leiterplatte und dem Kühlkörper eine Wärmeleitpaste wenigstens zur thermischen Verbindung der Leiterplatte mit dem Kühlköper eingebracht ist.
Ein Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Leiterplatte und/oder der Kühlkörper wenigstens eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung derartig in lateraler Richtung zwischen einem zu schützenden Bereich und der eingebrachten Wärmeleitpaste ausgestaltet ist, dass beim Zusammenfügen der Leiterplatte und des Kühlkörpers ein überschüssiger, sich lateral ausbreitender Teil der Wärmeleitpaste von der Ausnehmung aufnehmbar ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass beim Zusammenfügen der Leiterplatte mit dem Kühlkörper ein laterales Überfließen der Wärmeleitpaste in den zu schützenden Bereich verhindert werden kann. Der zu schützende Bereich ist folglich ein Bereich, welcher vor der Wärmeleitpaste geschützt werden soll und in welchen die Wärmeleitpaste entsprechend nicht eindringen soll.
Unter einer elektrischen Maschine ist beispielsweise ein Elektromotor zu verstehen.
Solch ein Elektromotor kann beispielsweise als Drehstrom-Synchronmaschine oder -Asynchronmaschine ausgestaltet sein.
Eine Leiterplatte ist typischerweise eben ausgestaltet. Diese ebene Leiterplatte bietet somit Platz, um zumindest einen Teil der zur Ansteuerung der elektrischen Maschine notwendigen Bauelemente darauf anzuordnen. Diese Bauelemente können beispielsweise eine Verarbeitungseinheit, insbesondere ein
Mikrocontroller, oder auch eine aus Halbleiterschaltern aufgebaute
Brückenschaltung sein.
Der Kühlkörper weist ein Material mit einer sehr guten Wärmeleitfähigkeit auf und ist beispielsweise metallisch. Der Kühlkörper weist zudem wenigstens eine Kontaktfläche auf, welche mit der Leiterplatte thermisch verbunden ist, wobei die Kontaktfläche insbesondere ebenfalls eben ausgebildet ist. Als thermische Verbindung ist hierbei wiederum zu verstehen, dass Wärme von der Leiterplatte an den Kühlkörper geleitet werden kann. Die thermische Verbindung wird hierbei über die zwischen dem Kühlkörper und der Leiterplatte eingebrachte
Wärmeleitpaste erzielt.
Unter Wärmeleitpaste ist ein verformbares Material zu verstehen, welches eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. Insbesondere kann die Wärmeleitpaste auch als Wärmeleitkleber ausgestaltet sein. Diese Wärmeleitpaste ist typischerweise zwischen dem Kühlkörper und der Leiterplatte angeordnet.
Insbesondere kann ein Kühlkörper mit einer entsprechend ausgestalteten Ausnehmung mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt werden. Alternativ ist es auch vorstellbar, dass die Ausnehmung in den Kühlkörper oder die
Leiterplatte gefräst wird.
Unter zusammengefügten Komponenten ist zu verstehen, dass eine feste, mechanische Verbindung zwischen den entsprechenden Komponenten vorhanden ist. Diese feste, mechanische Verbindung kann beispielsweise realisiert werden, indem die Leiterplatte mit dem Kühlkörper verschraubt wird. Alternativ kann die Wärmeleitpaste eine klebende Eigenschaft aufweisen, um für die feste, mechanische Verbindung zwischen dem Kühlkörper und der
Leiterplatte zu sorgen.
Unter lateraler Richtung ist hierbei eine Richtung zu verstehen, welche senkrecht zu einer Richtung verläuft, in welcher die Leiterplatte und der Kühlkörper zusammengefügt werden. Diese laterale Richtung ist somit typischerweise parallel zur Haupterstreckungsebene der Leiterplatte beziehungsweise parallel zur Haupterstreckungsebene des Kühlkörpers.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuergeräts sieht vor, dass die Ausnehmung als Nut ausgestaltet ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass eine Nut einfach und kostengünstig zu realisieren ist, wodurch die Herstellungskosten des Steuergeräts gering gehalten werden können.
Unter Nut ist hierbei ein länglich ausgestalteter Graben zu verstehen.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuergeräts sieht vor, dass die Ausnehmung den zu schützenden Bereich vollständig umschließt, insbesondere in lateraler Richtung vollständig umschließt.
Vorteilhaft ist hierbei, dass aus keiner Richtung in der entsprechenden Ebene Wärmeleitpaste in den zu schützenden Bereich Vordringen kann. Folglich ist der entsprechende Bereich zu allen Seiten hin geschützt.
Unter vollständig umschlossen ist hierbei zu verstehen, dass die Ausnehmung den zu schützenden Bereich ohne Unterbrechung umläuft.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuergeräts ist vorgesehen, dass innerhalb des zu schützenden Bereichs wenigstens ein Teil einer elektrischen Kontaktierung eines elektronischen Bauteils mit der
Leiterplatte ausgestaltet ist, insbesondere ein Teil einer Durchsteck- Kontaktierung. Vorteilhaft ist hierbei, dass vermieden werden kann, dass die Wärmeleitpaste mit der elektrischen Kontaktierung in Kontakt kommt. Hierdurch ist es wiederum vermeidbar, dass beispielsweise ein Kurzschluss über die Wärmeleitpaste zwischen der Kontaktierung des elektronischen Bauelements und anderen Elementen, welche mit der Wärmeleitpaste in Verbindung stehen, entstehen kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der entsprechend zu schützende Bereich nicht durch die Wärmeleitpaste verschmutzt wird, da ansonsten die in den zu schützenden Bereich vorgedrungene Wärmeleitpaste die Ausgestaltung einer entsprechende Durchsteck- Kontaktierung und/oder Lötverbindung erschweren oder gar unmöglich machen könnte.
Das elektronische Bauteil kann beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator sein.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuergeräts ist vorgesehen, dass das elektronische Bauteil in einer Slug-down-Technik angeordnet ist.
Unter slug-down-Technik ist zu verstehen, dass das Bauteil auf dem Kühlkörper und nicht wie ansonsten üblich auf der Leiterplatte angeordnet ist. Das Bauteil ist jedoch über eine drahtgebundene Verbindung, insbesondere einer Durchsteck- Kontaktierung, mit der Leiterplatte elektrisch verbunden ist.
Vorteilhaft ist hierbei, dass durch den direkten Kontakt mit dem Kühlkörper die vom Bauteil erzeugte Wärme besonders schnell und effektiv über den Kühlkörper abgeführt werden kann. Insbesondere ist dies für Bauteile mit einer großen Wärmeerzeugung, wie beispielsweise ein Zwischenkreiskondensator, vorteilhaft.
Eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Steuergeräts sieht vor, dass innerhalb des zu schützenden Bereichs wenigstens ein elektronisches
Bauelement angeordnet ist. Insbesondere kann dieses elektronische Bauelement eine Sensoreinheit und/oder ein von einer Beschichtung überzogenes
Bauelement sein. Vorteilhaft ist hierbei, dass vermieden werden kann, dass das beispielsweise als Sensoreinheit ausgestaltete Bauelement und die Wärmeleitpaste in Kontakt miteinander kommen. Hierdurch kann wiederum verhindert werden, dass die Sensoreinheit durch die Wärmeleitpaste in Ihrer Funktionstüchtigkeit
eingeschränkt wird oder aufgrund dessen sogar komplett ausfällt. Insbesondere kann die Sensoreinheit beispielsweise einen Drucksensor aufweisen, welcher bei Kontakt mit der Wärmeleitpaste verstopfen könnte. Die Sensoreinheit kann hierbei beispielsweise auch kapazitiv ausgestaltet sein.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, dass ein Kontakt zwischen der Beschichtung und der Wärmeleitpaste vermieden werden kann. Ein solcher Kontakt könnte ansonsten beispielsweise zu einer physikalischen Reaktion zwischen den beiden Komponenten führen, welche wiederum zu einer elektrochemischen Migration im Steuergeräts und somit zu einer erhöhten Ausfallwahrscheinlichkeit des
Steuergeräts oder einzelner elektronischer Komponenten führen könnte.
Die Beschichtung kann beispielsweise dazu dienen, das Bauelement vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Wasser oder Schmutz, zu schützen. Solch eine Beschichtung kann beispielsweise als Polymerfilm ausgestaltet sein.
Zeichnungen
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steuergeräts.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Steuergerät.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kühlkörpers des erfindungsmäßen Steuergeräts nach Fig. 1.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch ein zweites
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuergeräts.
Beschreibung von Ausführungsbeispielen Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Steuergeräts.
Dargestellt ist ein Steuergerät 10 für eine bildlich nicht dargestellte, elektrische Maschine. Das Steuergerät 10 weist eine eben ausgestaltete Leiterplatte 20 und einen ebenso eben ausgestalteten Kühlkörper 30 auf. Die Leiterplatte 20 und der Kühlkörper 30 sind zusammengefügt, wobei zwischen der Leiterplatte 20 und dem Kühlkörper 30 eine Wärmeleitpaste 40 eingebracht ist. Das
Zusammenfügen kann beispielsweise erfolgen, indem die Wärmeleitpaste 40 als Wärmeleitkleber ausgestaltet ist.
Des Weiteren weist die Leiterplatte 20 zwei Durchbrüche für elektrische Kontakte eines in dieser Fig. 1 nicht sichtbaren Bauteils 22 auf. Diese elektrischen Kontakte des Bauteils 22 sind hierbei folglich als Durchsteck- Kontaktierung 23 ausgestaltet. Zudem weist die Leiterplatte 20 Platz für zumindest einen Teil der zur Ansteuerung der elektrischen Maschine notwendigen Bauelemente auf, wobei diese Bauelemente ebenfalls bildlich nicht dargestellt sind. Diese
Bauelemente können beispielsweise eine Verarbeitungseinheit, insbesondere ein Mikrocontroller, oder auch eine aus Halbleiterschaltern aufgebaute
Brückenschaltung sein.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt eines Schnitts durch das in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Steuergerät.
Dargestellt ist ein Schnitt durch das in Fig. 1 offenbarte Steuergerät 10 an der Schnittebene A.
Das Steuergerät 10 umfasst entsprechend eine Leiterplatte 20, einen Kühlkörper 30 und eine zwischen der Leiterplatte 20 und dem Kühlkörper eingebrachte Wärmeleitpaste 40. Der Kühlkörper 30 weist zudem eine Ausnehmung 32 auf, welche einen zu schützenden Bereich 50 vollständig umschließt. Die
Ausnehmung 32 ist dabei derartig ausgestaltet, dass beim Zusammenfügen der Leiterplatte 20 und des Kühlkörpers 30 ein überschüssiger Teil der sich lateral ausbreitenden Wärmeleitpaste 40 von der Ausnehmung 32 aufgenommen werden und somit nicht in den zu schützenden Bereich 50 Vordringen kann. Das Zusammenfügen erfolgt hierbei insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Haupterstreckungsebene des Kühlkörpers 30 beziehungsweise zur
Haupterstreckungsebene der Leiterplatte 22.
Des Weiteren weist das Steuergerät 10 ein Bauteil 22 auf, welches auf dem Kühlkörper 30 angeordnet und somit mit diesem thermisch verbunden ist. Zur elektrischen Kontaktierung des Bauteils 22 mit der Leiterplatte 20 weist das Bauteil 22 zwei Durchsteck- Kontaktierungen 23 auf, welche durch entsprechende Durchbrüche im Kühlkörper 30 und der Leiterplatte 20 reichen und auch durch den zu schützenden Bereich 50 erstrecken.
In einem bildlich nicht dargestellten Ausführungsbeispiel kann die Ausnehmung 32 auch anstatt in dem Kühlkörper 30 entsprechend in der Leiterplatte 20 ausgestaltet sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel können
entsprechend ausgestaltete Ausnehmungen auch sowohl in der Leiterplatte 20 als auch im Kühlkörper 30 ausgebildet sein.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Kühlkörpers des erfindungsmäßen Steuergeräts nach Fig. 1.
Dargestellt ist lediglich der Kühlkörper 30 des Steuergeräts 10. Hierbei ist deutlich zu erkennen, dass die Ausnehmung 32 den zu schützenden Bereich 50 in lateraler Richtung, radial vollständig umschließt.
Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuergeräts.
Dieses zweite Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 beziehungsweise gemäß Fig. 2 lediglich darin, dass anstatt einem in Slug-down-Technik angeordneten Bauteil 22 mit Durchsteck- Kontaktierungen 23 ein Bauelement 24 innerhalb des zu schützenden Bereichs 50 angeordnet ist. Insbesondere ist das Bauelement 24 mit einer Beschichtung 25 überzogen, welche ebenfalls innerhalb des zu schützenden Bereichs 50 liegt, wodurch der Kontakt zwischen der Beschichtung 25 und der Wärmeleitpaste 40 vermieden werden kann. Die Beschichtung 25 kann beispielsweise als Polymerfilm ausgestaltet sein.

Claims

Ansprüche
1. Steuergerät (10) für eine elektrische Maschine, wobei das Steuergerät (10) eine Leiterplatte (20) und einen Kühlkörper (30) umfasst, welche zusammengefügt sind, wobei zwischen der Leiterplatte (20) und dem Kühlkörper (30) eine Wärmeleitpaste (40) wenigstens zur thermischen Verbindung der Leiterplatte (20) mit dem
Kühlkörper (30) eingebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Leiterplatte (20) und/oder der Kühlkörper (30) wenigstens eine Ausnehmung (32) aufweist, wobei die Ausnehmung (32) derartig in lateraler Richtung zwischen einem zu schützenden Bereich (50) und der eingebrachten Wärmeleitpaste (40) ausgestaltet ist, dass beim Zusammenfügen der Leiterplatte (20) und des
Kühlkörpers (30) ein überschüssiger Teil der sich lateral ausbreitenden
Wärmeleitpaste (40) von der Ausnehmung (32) aufnehmbar ist.
2. Steuergerät (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (32) als Nut ausgestaltet ist.
3. Steuergerät (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Ausnehmung (32) den zu schützenden Bereich (50) vollständig umschließt, insbesondere in lateraler Richtung vollständig umschließt.
4. Steuergerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des zu schützenden Bereichs (50) wenigstens ein Teil einer elektrischen Kontaktierung eines elektronischen Bauteils (22) mit der Leiterplatte (20) ausgestaltet ist, insbesondere ein Teil einer Durchsteck- Kontaktierung (23).
5. Steuergerät (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
elektronische Bauteil (22) in einer Slug-down-Technik angeordnet ist.
6. Steuergerät (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass innerhalb des zu schützenden Bereichs (50)
wenigstens ein elektronisches Bauelement (24) angeordnet ist, insbesondere eine Sensoreinheit und/oder ein von einer Beschichtung (25) überzogenes
Bauelement (24).
PCT/EP2018/079001 2017-12-21 2018-10-23 Steuergerät für eine elektrische maschine Ceased WO2019120691A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201880082674.7A CN111466158B (zh) 2017-12-21 2018-10-23 用于电机的控制器
US16/770,246 US11129270B2 (en) 2017-12-21 2018-10-23 Control device for an electric machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102017223619.1A DE102017223619B3 (de) 2017-12-21 2017-12-21 Steuergerät für eine elektrische Maschine
DE102017223619.1 2017-12-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019120691A1 true WO2019120691A1 (de) 2019-06-27

Family

ID=64051536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2018/079001 Ceased WO2019120691A1 (de) 2017-12-21 2018-10-23 Steuergerät für eine elektrische maschine

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11129270B2 (de)
CN (1) CN111466158B (de)
DE (1) DE102017223619B3 (de)
WO (1) WO2019120691A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221889A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Robert Bosch Gmbh Elektronisches Gerät, Verfahren
DE102020212532A1 (de) 2020-10-05 2022-04-07 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Vorrichtung mit einem Bauelement, einem Kühlkörper und einer wärmeleitenden Schicht
DE102024003380A1 (de) 2024-10-16 2026-04-16 Mercedes-Benz Group AG Baukastensystem für unterschiedliche Bauvarianten eines Steuergeräts für ein Fahrzeug

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4103321A (en) * 1976-01-13 1978-07-25 Robert Bosch Gmbh Composite electric circuit structure of a printed circuit and heat generating discrete electrical component
WO1997027728A2 (de) 1996-01-25 1997-07-31 Siemens Aktiengesellschaft Steuergerät, insbesondere für ein kraftfahrzeug
US20090194869A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-06 Fairchild Korea Semiconductor, Ltd. Heat sink package
US20160021780A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-21 Infineon Technologies Ag Carrier, Semiconductor Module and Fabrication Method Thereof

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3018554B2 (ja) 1991-04-25 2000-03-13 株式会社日立製作所 半導体モジュ−ル及びその製造方法
EP1552983B1 (de) * 2004-01-07 2007-03-14 Goodrich Lighting Systems GmbH Leuchte, insbesondere Warnleuchte, für ein Fahrzeug
JP4353186B2 (ja) 2006-01-06 2009-10-28 株式会社デンソー 電子装置
DE102007046075A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-02 Osram Opto Semiconductors Gmbh LED-Modul
DE102013219688B3 (de) * 2013-09-30 2015-02-05 Robert Bosch Gmbh Wärmeleitfähiges Verbindungsmittel, Verbindungsanordnung und Verfahren zum Herstellen einer wärmeleitenden Verbindung
WO2015102046A1 (ja) 2014-01-06 2015-07-09 三菱電機株式会社 半導体装置
JP6421050B2 (ja) 2015-02-09 2018-11-07 株式会社ジェイデバイス 半導体装置
DE102015207893B3 (de) * 2015-04-29 2016-10-13 Robert Bosch Gmbh Elektronische Baugruppe, insbesondere für ein Getriebesteuermodul
JP6327646B2 (ja) 2015-10-26 2018-05-23 ミネベアミツミ株式会社 モータ

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4103321A (en) * 1976-01-13 1978-07-25 Robert Bosch Gmbh Composite electric circuit structure of a printed circuit and heat generating discrete electrical component
WO1997027728A2 (de) 1996-01-25 1997-07-31 Siemens Aktiengesellschaft Steuergerät, insbesondere für ein kraftfahrzeug
US20090194869A1 (en) * 2008-02-04 2009-08-06 Fairchild Korea Semiconductor, Ltd. Heat sink package
US20160021780A1 (en) * 2014-07-16 2016-01-21 Infineon Technologies Ag Carrier, Semiconductor Module and Fabrication Method Thereof

Also Published As

Publication number Publication date
CN111466158A (zh) 2020-07-28
CN111466158B (zh) 2023-06-27
DE102017223619B3 (de) 2019-05-09
US11129270B2 (en) 2021-09-21
US20210168927A1 (en) 2021-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69631980T2 (de) Elektrischer Verbinder
EP0924971B1 (de) Anordnung zur Kontaktierung von Leiterplatten
EP3202040B1 (de) Näherungssensoranordnung
DE112020003914T5 (de) Elektrisch angetriebene Antriebsvorrichtung und Verfahren zum Montieren einer elektrisch angetriebenen Antriebsvorrichtung
DE112007002455T5 (de) Elektrische Verbindungsvorrichtung
DE19855389A1 (de) Elektronische Vorrichtung
DE112016001330T5 (de) Elektrischer Verteiler
EP0883332B1 (de) Steuergerät
WO2019120691A1 (de) Steuergerät für eine elektrische maschine
DE102018204473B4 (de) Halbleitervorrichtung
EP3175204B1 (de) Sensoreinrichtung für ein kraftfahrzeug
DE102007026709B4 (de) Lüfter, Anschlusselement-Steckverbinder für einen solchen Lüfter sowie Herstellungsverfahren dafür
EP2695493A1 (de) Elektronikmodul
AT15512U1 (de) Leiterplattenanordnung
DE102011006622A1 (de) Elektronikmodul sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE112009001252T5 (de) Hochtemperaturkeramik-Gehäuse und DUT -Platinensockel
DE102016107898B4 (de) Laterale Leiterplattenverbindung
DE102014104013A1 (de) Leistungshalbleiterbauteil
EP3937214A1 (de) Verfahren zur herstellung einer leistungseinheit
DE202016101292U1 (de) Leistungshalbleitereinrichtung
DE602006000694T2 (de) Verbinder und Montageverfahren
DE102006058695B4 (de) Leistungshalbleitermodul mit stumpf gelötetem Anschlusselement
DE102012219145A1 (de) Elektronikanordnung mit reduzierter Toleranzkette
EP3841851B1 (de) Gehäuserahmen für ein steuergerät, welcher zur elektrischen aussenkontaktierung eines schaltungsträgers des steuergeräts geeignet ist
DE102015207327A1 (de) Schaltungsanordnung für eine elektronische Schaltung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18795965

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018795965

Country of ref document: EP

Effective date: 20200721

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18795965

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1