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ES2971163T3 - Sistema de disipación de calor de placa de circuito impreso mediante almohadilla de disipación de calor de alta conductividad - Google Patents

Sistema de disipación de calor de placa de circuito impreso mediante almohadilla de disipación de calor de alta conductividad Download PDF

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ES2971163T3
ES2971163T3 ES16875976T ES16875976T ES2971163T3 ES 2971163 T3 ES2971163 T3 ES 2971163T3 ES 16875976 T ES16875976 T ES 16875976T ES 16875976 T ES16875976 T ES 16875976T ES 2971163 T3 ES2971163 T3 ES 2971163T3
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Seung Kyu Yoon
Jun Young Bang
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LG Energy Solution Ltd
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Abstract

La presente invención presenta un sistema de disipación de calor de placa de circuito impreso que utiliza una almohadilla de disipación de calor altamente conductora, comprendiendo el sistema de disipación de calor: uno o más componentes electrónicos montados en una placa de circuito impreso; habiendo formado la placa de circuito impreso sobre ella un patrón conductor que proporciona caminos de corriente entre uno o más componentes electrónicos montados; y una almohadilla de disipación de calor altamente conductora que descarga el calor generado debido a la corriente que fluye en el patrón conductor de la placa de circuito impreso. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Sistema de disipación de calor de placa de circuito impreso mediante almohadilla de disipación de calor de alta conductividad
Sector de la técnica
La presente divulgación se refiere a una placa de circuito impreso con un sistema de disipación de calor que utiliza una almohadilla de disipación de calor de alta conductancia, y más particularmente, a una placa de circuito impreso con un sistema de disipación de calor que utiliza una almohadilla de disipación de calor de alta conductancia, siendo el sistema capaz de reducir el calor generado en una placa de circuito impreso y disipar de manera eficiente el calor generado.
Estado de la técnica
En general, las placas de circuito impreso, en las que se excluye la conexión de componentes mediante cables respectivos en técnicas relacionadas y las trayectorias eléctricas de los circuitos se forman imprimiendo patrones conductores en las placas, son indispensables para integrar circuitos y se han utilizado ampliamente de manera reciente en todos los circuitos electrónicos y eléctricos.
Cuando se montan elementos en una placa de circuito impreso y se suministra corriente, inevitablemente se genera calor debido a que los componentes resistivos perturban el flujo de corriente entre los patrones conductores y los elementos de la placa de circuito impreso. Cuando se genera calor, se produce un caso en el que los elementos, como un microprocesador, un FET o un regulador, son sensibles al calor y presentan mal funcionamiento debido al calor. En particular, debido al desarrollo técnico activo de los dispositivos de montaje superficial, se ha desarrollado una tecnología en la que se montan muchos elementos en una placa de circuito impreso, y también puede producirse un fenómeno en el que el calor generado en cualquiera de los componentes afecte a otros componentes. Como tal, con el fin de abordar el problema de que se genere calor en una placa de circuito impreso, varias técnicas también se han estudiado activamente en las técnicas relacionadas para disipar el calor, y se ha utilizado una configuración independiente, como un disipador de calor o refrigerador para resolver el problema de la generación de calor.
Además, cuando se monta un FET de carga/descarga en una placa de circuito impreso, para resolver el problema de la generación de calor en las técnicas relacionadas, se instala una placa de disipación de calor independiente cerca del FET para evitar que el FET se sobrecaliente. En este caso, debido a un límite en los tamaños del FET de carga/descarga y de la placa de disipación de calor, es difícil fabricar un paquete de batería de tamaño reducido. En consecuencia, para resolver el problema de la generación de calor, se requiere una técnica en la que se genere menos calor cuando fluye la corriente, el calor generado se disipe al exterior y pueda fabricarse un paquete de batería de tamaño reducido. El documento US6062903 A se refiere a un aparato de interconexión mejorado para circuitos de alta potencia, de bajo coste y que puede integrarse con circuitos de baja potencia en un único paquete electrónico. El documento US 6062 903 A se refiere a un aparato de interconexión de montaje superficial de alta potencia para una unidad de control de energía eléctrica. El documento US2014/338964 A1 se refiere a una cadena de alimentación en una placa de circuito. El documento EP 0 974 249 A1 se refiere a un proceso para producir circuitos impresos. El documento US 2011/067902 A1 se refiere a una placa de circuito de disipación de calor. El documento KR 101 434 224 B1 se refiere a un circuito de protección de baterías capaz de aplicar una tensión estable y a un paquete de un módulo de circuito de protección de baterías, capaz de controlar una corriente precisa. El documento EP 1060645 A1 se refiere a un conductor eléctrico con una estructura superficial en forma de bridas y ranuras grabadas.
Objeto de la invención
Un objeto de la presente divulgación es proporcionar una placa de circuito impreso con un sistema de disipación de calor que permita reducir la generación de calor y disipar de manera eficiente el calor generado en la placa de circuito impreso, y también proporcionar una placa de circuito impreso con un sistema de disipación de calor para un circuito de carga/descarga de batería en el que el sistema de disipación de calor está configurado para que un paquete de batería pueda fabricarse en un tamaño pequeño.
Solución técnica
La invención proporciona una placa de circuito impreso como se define en la reivindicación 1.
Según una realización a modo de ejemplo según las reivindicaciones, una placa de circuito impreso tiene componentes electrónicos montados en la misma; un patrón de conducción que proporciona una trayectoria de corriente entre los componentes electrónicos; y un sistema de disipación de calor que comprende una almohadilla de disipación de calor que disipa el calor generado debido a la corriente que fluye a través del patrón de conducción de la placa de circuito impreso. La almohadilla de disipación de calor comprende un cuerpo, una parte de disipación de calor y partes de conexión. La parte de disipación de calor está situada en el cuerpo de la almohadilla de disipación de calor y tiene una estructura de panal de abeja.
La almohadilla de disipación de calor de alta conductancia incluye una parte de conexión formada por un material que tiene una conductividad eléctrica mayor que la del patrón de conducción de la placa de circuito impreso, y la totalidad o una sección predeterminada de las partes de conexión está configurada para entrar en contacto directo con el patrón de conducción, de modo que la mayor parte de la corriente que fluye normalmente a través del patrón de conducción fluye ahora a través de las partes de conexión.
La parte de conexión que entra en contacto con el patrón de conducción entra en contacto con ambos extremos de una sección predeterminada del patrón de conducción a través de la que fluye la corriente.
Según otra realización a modo de ejemplo, los componentes electrónicos de una placa de circuito impreso constituyen un circuito de carga/descarga que disipa el calor, que comprende un patrón de conducción que proporciona una trayectoria a través de la que fluye la corriente de carga/descarga; y un FET de carga/descarga montado en la placa de circuito impreso.
Ambos extremos o toda la superficie de la parte de conexión pueden entrar en contacto con una sección predeterminada a través de la que fluye la corriente del patrón de conducción, y las partes de conexión pueden proporcionar trayectorias alternativas de manera que la corriente fluye en una sección predeterminada, no a través del patrón de conducción sino a través de las partes de conexión.
La parte de conexión puede incluir: una primera parte de conexión en contacto eléctrico con un patrón de conducción a través del que fluye la corriente de carga; y una segunda parte de conexión en contacto con un patrón de conducción a través del que fluye la corriente de descarga, en el que la primera parte de conexión y la segunda parte de conexión pueden estar formadas en ambos lados de una superficie inferior de un cuerpo de la almohadilla de disipación de calor de alta conductancia en posiciones respectivas enfrentadas entre sí.
Los FET de carga/descarga pueden tener conexiones formadas en ángulo recto y pueden montarse de manera que el cuerpo de los FET esté horizontal con respecto a la placa de circuito impreso.
Efectos ventajosos
Según realizaciones a modo de ejemplo, un sistema de disipación de calor que utiliza una almohadilla de disipación de calor de alta conductancia reduce la generación de calor de una placa de circuito impreso y disipa el calor generado hacia el exterior. De este modo, la disipación de calor puede llevarse a cabo de manera eficiente.
Descripción de las figuras
La figura 1 es una vista en planta desde arriba de una placa de circuito impreso con un sistema de disipación de calor que utiliza una almohadilla de disipación de calor de alta conductancia según una realización a modo de ejemplo.
La figura 2 es una vista frontal de una placa de circuito impreso con un sistema de disipación de calor que utiliza una almohadilla de disipación de calor de alta conductancia según una realización a modo de ejemplo.
La figura 3 es una vista de configuración de una almohadilla de disipación de calor de alta conductancia.
Descripción detallada de la invención
En lo sucesivo, se describirán en detalle realizaciones a modo de ejemplo con referencia a los contenidos ilustrados en los dibujos adjuntos. Sin embargo, la presente divulgación no debe interpretarse como limitada a las realizaciones a modo de ejemplo. Más bien, estas realizaciones se proporcionan para que esta divulgación sea exhaustiva y completa, y transmita por completo el alcance de la presente invención a los expertos en la técnica
1. 1. Ejemplo de sistema de disipación de calor para placa de circuito impreso que utiliza una almohadilla de disipación de calor de alta conductancia según una realización a modo de ejemplo.
Un sistema de disipación de calor según una realización a modo de ejemplo está configurado de manera que los FET 310, 320 que conmutan la corriente de carga/descarga para controlar la carga/descarga de un paquete de batería están montados en una placa 100 de circuito impreso para reducir la generación de calor mientras fluye la corriente de carga/descarga, y una almohadilla 200 de disipación de calor de alta conductancia que disipa de manera eficiente el calor generado está montada en la placa 100 de circuito impreso.
Las partes 231, 232 de conexión de la almohadilla 200 de disipación de calor de alta conductancia entran en contacto eléctrico con una sección predeterminada de un patrón 110a, 110b de conducción de la placa 100 de circuito impreso.
Para ello, la presente divulgación está configurada para incluir la placa 100 de circuito impreso, la almohadilla 200 de disipación de calor de alta conductancia, y los FET 310, 320. En lo sucesivo, con referencia a las figuras 1, 2, y 3, cada configuración se describirá en detalle.
En general, en la placa 100 de circuito impreso, se forma una trayectoria eléctrica imprimiendo el patrón 110a, 110b de conducción en la placa de modo que pueda fluir la corriente.
Cuando se monta un componente electrónico en la placa 100 de circuito impreso, la corriente fluye a través del patrón 110a, 110b de conducción, y se genera calor debido a los componentes resistivos que perturban el flujo de corriente.
Sin embargo, cuando se genera calor, dado que el componente electrónico montado en la placa de circuito impreso puede presentar un mal funcionamiento, debe evitarse la generación de calor y disiparse el calor generado.
La almohadilla 200 de disipación de calor de alta conductancia, que tiene partes 231, 232 de conexión formadas de un material que tiene una conductividad eléctrica mayor que la del patrón 110a, 110b de conducción, funciona para permitir que la corriente fluya a través de las partes 231, 232 de conexión que tienen una mayor conductividad eléctrica en una región predeterminada con la que se entra en contacto después de que las partes 231, 232 de conexión se pongan en contacto con ambos extremos de la región predeterminada del patrón 110a, 110b de conducción, y por tanto permite que se genere menos calor que el generado cuando la corriente fluye a través del patrón 110a, 110b de conducción.
Además, el calor generado en las partes 231, 232 de conexión se disipa al exterior a través de las partes 220 de disipación de calor.
Para ello, la almohadilla 200 de disipación de calor de alta conductancia está configurada para incluir un cuerpo 210, partes 220 de disipación de calor y partes 231, 232 de conexión.
A continuación, con referencia a la figura 3, se proporcionará una descripción más detallada.
El cuerpo 210 de la almohadilla 200 de disipación de calor de alta conductancia, que tiene un grosor y un área predeterminados, tiene las partes 220 de disipación de calor colocadas en el mismo para estar en contacto con las mismas y permite que las partes 231, 232 de conexión estén en contacto con las mismas y colocadas en las mismas, y funciona para conectarlas y configurarlas como una almohadilla de disipación de calor.
Las partes 220 de disipación de calor, colocadas en el cuerpo 210, tienen una estructura de panal de abeja, y funcionan para disipar el calor, que se recibe del cuerpo 210, hacia el exterior.
Las partes 220 de disipación de calor funcionan para disipar inmediatamente el calor generado cuando la corriente fluye a través de las partes 231, 232 de conexión y evitar de este modo que aumente la temperatura en la placa 100 de circuito impreso.
Las partes 231, 232 de conexión están situadas bajo el cuerpo 210 e incluyen una primera parte 231 de conexión y una segunda parte 232 de conexión.
Las partes 231, 232 de conexión están configuradas para tener un grosor predeterminado en una parte de extremo en una dirección bajo el cuerpo 210 y una longitud tan larga como la longitud del cuerpo 210 en una dirección, y la primera parte 231 de conexión y la segunda parte 232 de conexión están colocadas para enfrentarse en ambos lados de la parte de extremo de la superficie inferior del cuerpo 210 en esa dirección.
En este caso, la dirección del cuerpo 210 significa un lado horizontal o un lado vertical del cuerpo 210.
Mientras tanto, las partes 231, 232 de conexión están formadas por un material que tiene una conductividad eléctrica mayor que la del patrón 110a, 110b de conducción y entran en contacto eléctrico con el patrón 110a, 110b de conducción.
Cuando las partes 231, 232 de conexión entran en contacto con el patrón 110a, 110b de conducción, ambos extremos o toda la superficie de las partes 231, 232 de conexión entran en contacto con ambos extremos de una sección predeterminada del patrón 110a, 110b de conducción.
Cuando las partes 231, 232 de conexión entran en contacto con el patrón 110a, 110b de conducción, dado que la conductividad eléctrica de las partes 231, 232 de conexión es mayor que la del patrón 110a, 110b de conducción, la corriente que ha fluido a través del patrón 110a, 110b de conducción fluye a través de las partes 231, 232 de conexión desde ambos extremos de la sección de contacto predeterminada.
Las partes 231, 232 de conexión proporcionan una trayectoria alternativa a través de la que puede pasar la corriente de carga/descarga, y por tanto permiten que se genere menos calor del que se genera cuando la corriente de carga/descarga fluye a través del patrón 110a, 110b de conducción. Según una realización a modo de ejemplo, la primera parte 231 de conexión proporciona una trayectoria alternativa que entra en contacto eléctrico con el patrón de conducción, a través del que fluye la corriente de carga, y proporciona una trayectoria alternativa a través de la que puede fluir la corriente de carga, y la segunda parte 232 de conexión proporciona una trayectoria alternativa que entra en contacto eléctrico con el patrón de conducción, a través de la que fluye la corriente de descarga, y proporciona una trayectoria alternativa a través de la que puede fluir la corriente de descarga.
Los FET 310, 320 están montados en la placa 100 de circuito impreso, funcionan para conmutar la corriente de carga/descarga cuando se carga/descarga una batería, e incluyen un FET 310 de carga para conmutar la corriente de carga y un FET 320 de descarga para conmutar la corriente de descarga.
Los FET 310, 320 según la presente divulgación tienen una conexión formada en ángulo recto y están montados de manera que los cuerpos de los FET 310, 320 son paralelos a la placa 100 de circuito impreso.
De este modo, en comparación con el montaje del cuerpo del FET 310, 320 en posición vertical en la placa 100 de circuito impreso, puede reducirse la altura de montaje y, por tanto, puede fabricarse un paquete de batería de tamaño reducido.

Claims (5)

REIVINDICACIONES
1. Una placa (100) de circuito impreso que tiene
componentes electrónicos montados en la misma, un patrón (110a, 110b) de conducción que proporciona una trayectoria de corriente entre los componentes electrónicos; y un sistema de disipación de calor que comprende una almohadilla (200) de disipación de calor que disipa el calor generado debido a la corriente que fluye a través del patrón (110a, 110b) de conducción de la placa (100) de circuito impreso, comprendiendo dicha almohadilla de disipación de calor un cuerpo (210), una parte (220) de disipación de calor y partes (231, 232) de conexión, en la que la parte (220) de disipación de calor está situada en el cuerpo (210) y tiene una estructura de panal de abeja,
caracterizada por que
las partes (231, 232) de conexión están formadas de un material que tiene una conductividad eléctrica mayor que el patrón (110a, 110b) de conducción de la placa (100) de circuito impreso, y
una sección entera o predeterminada de las partes (231, 232) de conexión está configurada para entrar en contacto directo con el patrón (110a, 110b) de conducción de manera que la mayor parte de la corriente que fluye normalmente a través del patrón (110a, 110b) de conducción fluye ahora a través de las partes (231, 232) de conexión,
en la que las partes (231, 232) de conexión que entran en contacto con el patrón (110a, 110b) de conducción entran en contacto con ambos extremos de una sección predeterminada del patrón (110a, 110b) de conducción a través de la que fluye la corriente.
2. La placa (100) de circuito impreso según la reivindicación 1, que constituye un circuito de carga/descarga de batería que disipa calor, que comprende:
un patrón (110a, 110b) de conducción que proporciona una trayectoria a través de la que fluye la corriente de carga/descarga; y
FET (310, 320) de carga/descarga montados en la placa (100) de circuito impreso.
3. La placa (100) de circuito impreso según la reivindicación 2, en la que
ambos extremos o toda la superficie de las partes (231, 232) de conexión entran en contacto con secciones predeterminadas a través de las que fluye la corriente del patrón (110a, 110b) de conducción y
las partes (231, 232) de conexión proporcionan trayectorias alternativas de manera que la corriente fluye en una sección predeterminada, no a través del patrón (110a, 110b) de conducción, sino a través de las partes (231, 232) de conexión.
4. La placa (100) de circuito impreso según la reivindicación 2, en la que las partes (231, 232) de conexión comprenden:
una primera parte (231) de conexión en contacto eléctrico con un patrón de conducción (110a) a través del que fluye corriente de carga; y
una segunda parte (232) de conexión en contacto con un patrón (110b) de conducción a través del que fluye corriente de descarga, en la que
la primera parte (231) de conexión y la segunda parte (232) de conexión están formadas en ambos lados de una superficie inferior del cuerpo (210) de la almohadilla (200) de disipación de calor de alta conductancia en posiciones respectivas enfrentadas entre sí.
5. La placa (100) de circuito impreso según la reivindicación 2, en la que los FET (310, 320) de carga/descarga tienen conexiones formadas en ángulo recto y están montados de manera que los cuerpos de los FET (310, 320) son paralelos a la placa (100) de circuito impreso.
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