【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。Detailed Description of the Invention
Equipment consisting of printed wiring boards
Technical field
The invention relates to a device consisting of a printed wiring board according to the preamble of claim 1.
.
Background technology
In known devices of this type, the heat generated in one or more output structural members
In many cases, it is difficult to lead out to the low heat part. The reason is the printed wiring board
A large number of prints with different potentials on at least one of the two surfaces
It has a wiring circuit, which intersects with each other and is allowed to intersect with the low temperature part.
Because it has not been done. For example according to German Patent No. 3505167
For example, the heat of the output structural member can be guided to the lower side of the printed wiring board through the through contact part.
And are known. This penetrating contact portion is printed on the mounting surface of the output structural member.
It is placed on the line plate. However, after installation of the output structural member, this penetrating contact
Or invisible and inaccessible for the inspection process. Further
, Problems with the electrical insulation that needs to be formed by the additional parts
, Which results in heat transfer losses.
Disclosure of the invention
On the other hand, the device of the present invention having the features of claim 1 is
Good heat transfer to the low heat section is guaranteed, while at the same time the power of various output structural members is
Low heat parts (casing or
Has the advantage that it is also guaranteed against the casing bottom plate)
. The electrical insulation is no longer covered, is well visible and can be inspected at any time.
Can be inspected. The electrical isolation path can be manufactured with small tolerances. Further this format
Mass production of printed wiring boards in the market is economical because no additional work steps are required.
It is advantageous in terms of price. Also, in this form, additional insulating parts, additional
Assembly work, expensive inwardly located piercing contacts or additional gold to dissipate heat
No genus core is required at all.
Claim 2 A further advantageous alternative of the features mentioned in claim 1 is provided by the measures described below.
Configurable. This device also has a two-sided stack for multi-layer printed wiring boards.
Both can be applied to the simple printed wiring board described above.
Brief description of the drawings
Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be explained in more detail in the following description. At that time
1 is a vertical cross-sectional view of a printed wiring board provided with an output structure member, and FIG.
FIG. 3 is a plan view of the upper surface of the printed wiring board, and FIGS. 3 and 4 show one variation of the embodiment.
FIGS. 5a to 5d are plan views of one heat conductive layer of a printed wiring board, respectively.
Shows.
Example description
An output structural member is represented by reference numeral 10 in FIG. 1, and is particularly suitable for operation during operation.
The heat of the output structural member 10, that is, the heat loss, generated in the chip 30 must be derived.
I have to. The output structural member 10 and the silicon chip 30 are inside the output structural member 10.
Printed wiring board with cooling plate 11 made of, for example, metal
It is arranged on the brazing surface 12 of 13. The printed wiring board 13 is a so-called multilayer board.
As a multi-layered, electrically insulating material, eg woven glass
It consists of a number of layers 14, 15, 16. Between these layers, layer 14
And 15 or between layers 14 and 16 there is one copper layer 22 and 21 respectively
Has been done. The copper layers 21 and 22 have the characteristics of heat conductivity and electric conductivity.
Other materials are also possible. And a brazing surface 12 for the output structural member 10
A layer 17 made of copper is located between the layers 15. Further brazing surface 12 and output
A penetrating contact portion 18 is formed in the printed wiring board 13 outside the contact surface of the structural member 10.
A large number of holes that are guided through the entire thickness of the printed wiring board 13 are formed.
ing. Through contact portion 18
The wall consists of a thin layer 20 which is both heat conductive and electrically conductive. In case of configuration based on Fig. 1
The important point is that there is an electrical insulation between the layer 17 and the layer 20 for the through contact 18.
The point is that the space 19 is formed. In Fig. 1, this insulation section 1 is shown in a simple form.
9 is formed by breaking the connection between layers 17 and 20. Tsuma
The layers 17 and 20 are not directly connected to each other. Further layer 20 is a tube rivet
It also abuts the upper surfaces of layers 14, 15 and 16.
According to FIG. 1, the through contact portions 18 for heat extraction are formed on both sides of the output structure member 10.
Therefore, the intermediate layers 21 and 22 penetrate the printed wiring board 13 and one of them penetrates.
From the layer 20 of the through contact portion 18 to the layer 20 of the other through contact portion 18,
ing. As is apparent from FIG. 2, the output structural member 10 has a large number of through contact parts 18
Is surrounded by a frame. This means that the middle layers 21 and 22 are
Whereas the layer 17 is connected to the layer 20 of the through contact 18, the layer 17 is in any position.
Means that it does not make direct contact with the layer 20 of the penetrating contact portion 18.
As a result, since layer 15 is made of an electrically insulating material, layers 17 and 20 are
An electrically insulating section 19 can be formed between them. Penetrating contact part 18
And the output structural member 10 is surrounded by perforation contacts 18
Whether it depends on the amount of heat to be derived
are doing. That is, this amount affects the geometrical arrangement and configuration of the penetrating contact portion 18.
It is supposed to be affected. The special construction for this is described in more detail in FIGS.
Well described.
Further, the copper layer is used as the bottom layer 23 of the printed wiring board 13 for the wall 20 of the through contact portion 18.
Are linked to each other. As shown in FIG. 1, the printed wiring board 13 is provided through the bottom layer 23.
Is a cooling member (not shown) serving as a so-called low heat part for deriving heat or
It is fixed on the casing part. However, again, the printed wiring board 13
It is also possible to freely hang it in the ring and fix it, thereby realizing heat dissipation.
Ah In many cases, the low heat part is metallically led to the ground potential.
In FIG. 1, the arrows indicate the heat flow from the output structural member 10 to the low heat portion.
Have been. In particular, the heat loss of the output structural member 10 generated in the silicon chip 30 is
A heat-conducting and electrically-conducting process is carried out from the cooling plate 11 embedded through the brazing surface 12.
The layer 17 of the printed wiring board 13 is reached. Heat is conducted to layer 15 through this layer 17.
Through-contact through the layer 15 made of electrically insulating material and the heat-conductive layer 22.
Guided to 18 heat transfer layers 20. The heat from the penetrating contact portion 18 is the heat conductive bottom layer.
Directly to 23. Heat that cannot be accommodated by layer 22, especially due to saturation, is
The layer 14 of electrically insulating material is reached and the next layer 21 of thermally conductive material is reached.
It is better received and guided to the layer 20 of the through contact 18. The heat from this position is further
It is guided to the heat lowering portion through the bottom layer 23.
In the case of the embodiment shown in FIG. 3, the printed wiring board 13a serves as the mounting surface 23a.
Both are not entirely placed on the low heat portion 35, but only partially on the low heat portion.
Is in contact with 35. This means that when the printed wiring board 13a exceeds the low heat section 35,
It means protruding. The printed wiring board 13a is based on FIG. 1 and FIG.
In the same manner as in the embodiment, a so-called multilayer printed wiring board is formed.
Has been established. Similarly, the penetrating contact portion 18a is provided laterally near the output structural member 10a.
It is formed in the printed wiring board 13a. Differences from the embodiment based on FIG.
Is the heat conductive layer 17a, and at least partially the heat conductive layer 20a of the penetrating contact portion 18a.
Is in contact with. This means that layer 17a is
On the left side in FIG. 3, that position is bonded to the layer 20a of the through contact 18a formed.
On the other hand, on the other side, ie on the right side in FIG. 3, the layer 17a and its position
Means that the layer 20a of the penetrating contact portion 18a located at
. The electrical insulation required between the output structural member 10a and the low heat part 35 is the heat transfer layer 22.
a, 21a and 23a are alternately connected only to the layer 20a of the through contact 18a.
On the other hand, on the other side, contact with the layer 20a
It has been achieved by not having been done. So in this case too, the output
In order to form an electrically insulating section 19 between the structural member 10a and the low heat part 35.
It has become. In the embodiment according to FIG. 3, layers 22a and 23a are on the left side of the drawing.
, Which is not in contact with the layer 20a of the penetrating contact portion 18a located at that position,
It has a small insulating section 19b and 19c. Unlike this, the layers 17a and
21a is not in contact with the layer 20a of the penetrating contact portion 18a on the right side of FIG.
That is, electrically insulating sections 19d and 19e are present on this side. to this
Therefore, good heat transfer from the output structural member 10a to the low heat portion 35 is further achieved.
At the same time, there may be electrical insulation between the output structural member 10 and the low heat section 35.
Guaranteed. In the case of the embodiment based on FIG. 3, the heat transfer itself is similar to that of the embodiment based on FIG.
Same as explained. The through contact portion 18a not located on the low heat portion 35 is heated.
By filling with a conductive material, eg solder 36, the output structural member
The heat transfer from 10a to the low heat portion 35 can be significantly improved.
In the case of the exemplary embodiment according to FIG. 4, the output structural member 10b is partially penetrated by the contact part 18c.
Covers. In this embodiment, some through contacts 18c are accessible.
I can't come. However, the other structure is the same as that of FIG.
5a to 5c, alternating electrical insulations or electrically insulating sections 19 are shown.
The formation situation is illustrated. FIG. 5a shows the opening of the through contact 18c and the layer 17c.
The parts are shown in plan view. Between the layer 17c and the layer 20c of the through contact 18c
The insulation section 36a is visible on the right side of FIG. 5a. From FIG. 5b, the through contact 18c
An electrically insulating section 36b between the layers 20c and 22c is located on the other side.
Is permitted. From FIG. 5c, the insulation section 36c has been swept to the right of the drawing.
And is located between the layer 21c and the layer 20c of the penetrating contact portion 18c.
Be done. The board 23c is shown in FIG. 5d, and the penetrating contact portion 18 located on the left side is shown.
An electrically insulating section 36d for the layer 20c of c is found. So in each plane
There is at least one insulating section 19, 36 on each heat transfer layer 21, 22, 23.
Can be admitted.
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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─────────────────────────────────────────────────── ───
Continued front page
(72) Inventor Klinger, Harbert
Federal Republic of Germany D-90455 Nurem
Berg beimbacher wake 16
Ah
(72) Inventor Schmid, Hans-Jerck
Federal Republic of Germany D-90599 Diet
Nhofer Ohmstrasse 10