DE102022117290A1 - Method for providing a circuit board and circuit board - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Bereitstellen einer Schaltungsträgerplatte mit wenigstens einem thermischen Ableitelement zur Ableitung thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, aufweisend: Bereitstellen der Schaltungsträgerplatte, Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf der Schaltungsträgerplatte.Method for providing a circuit board with at least one thermal dissipation element for dissipating thermal energy, for example from a component of the circuit board, comprising: providing the circuit board, applying the at least one thermal dissipation element to the circuit board by means of an additive manufacturing process.

Description

Die Offenbarung bezieht sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen einer Schaltungsträgerplatte.The disclosure relates to a method for providing a circuit board.

Die Offenbarung bezieht sich ferner auf eine Schaltungsträgerplatte.The disclosure further relates to a circuit board.

Beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen einer Schaltungsträgerplatte mit wenigstens einem thermischen Ableitelement zur Ableitung thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, aufweisend: Bereitstellen der Schaltungsträgerplatte, Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf der Schaltungsträgerplatte.Exemplary embodiments relate to a method for providing a circuit board with at least one thermal dissipation element for dissipating thermal energy, for example from a component of the circuit board, comprising: providing the circuit board, applying the at least one thermal dissipation element to the circuit board using an additive manufacturing process.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Aufbringen mittels eines Kaltgasspritzverfahrens erfolgt.In further exemplary embodiments it is provided that the application takes place using a cold gas spraying process.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Bestücken der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise vor dem Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements, beispielsweise mit ein oder mehreren z.B. elektronischen Bauelementen.In further exemplary embodiments, it is provided that the method comprises: equipping the circuit board, for example before applying the at least one thermal dissipation element, for example with one or more electronic components, for example.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist ein zumindest teilweises Bestücken der Schaltungsträgerplatte nach dem Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements vorgesehen.In further exemplary embodiments, at least partial assembly of the circuit board is provided after the at least one thermal dissipation element has been applied.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die Schaltungsträgerplatte zumindest bereichsweise wenigstens eine metallische Struktur aufweist, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement wenigstens teilweise auf die wenigstens eine metallische Struktur aufgebracht wird, beispielsweise direkt auf die wenigstens eine metallische Struktur.In further exemplary embodiments, it is provided that the circuit board has at least one metallic structure, at least in some areas, with the at least one thermal dissipation element being at least partially applied to the at least one metallic structure, for example directly to the at least one metallic structure.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Aufbringen aufweist: Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements in Form mehrerer Schichten. Beispielsweise wird eine erste Schicht des thermischen Ableitelements direkt auf eine Oberfläche der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise eine Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur, aufgebracht, so dass z.B. ein direkter Materialkontakt, beispielsweise Stoffschluss, zwischen der ersten Schicht des thermischen Ableitelements und der Oberfläche der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise eine Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur, hergestellt wird. Dadurch ergibt sich bei manchen beispielhaften Ausführungsformen eine besonders effiziente Ableitung thermischer Energie von der Oberfläche der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise der Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur, wobei insbesondere auf ein weiteres Material zur Wärmeleitung, z.B. thermisches Schnittstellenmaterial (z.B. thermal interface material), beispielsweise eine Wärmeleitpaste, verzichtet werden kann.In further exemplary embodiments it is provided that the application comprises: applying the at least one thermal dissipation element in the form of several layers. For example, a first layer of the thermal dissipation element is applied directly to a surface of the circuit board, for example a surface of the at least one metallic structure, so that, for example, a direct material contact, for example material bond, between the first layer of the thermal dissipation element and the surface of the circuit board, for example a surface of the at least one metallic structure is produced. In some exemplary embodiments, this results in a particularly efficient dissipation of thermal energy from the surface of the circuit board, for example the surface of the at least one metallic structure, with particular reference to a further material for heat conduction, for example thermal interface material, for example a thermal paste , can be dispensed with.

Zudem kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen durch das direkte Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements direkt auf der Oberfläche der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise der Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur, verhindert werden, dass ein Fremdmedium wie z.B. Luft, z.B. Umgebungsluft, das z.B. nicht wesentlich zur Ableitung thermischer Energie von der Oberfläche der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise der Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur, beiträgt bzw. eine Ableitung thermischer Energie von der Oberfläche der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise der Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur, beeinträchtigt bzw. verhindert, zwischen der betreffenden Oberfläche und dem wenigstens einen thermischen Ableitelement vorhanden ist.In addition, in further exemplary embodiments, the direct application of the at least one thermal dissipation element directly on the surface of the circuit board, for example the surface of the at least one metallic structure, can prevent a foreign medium such as air, for example ambient air, which is not essential for dissipation thermal energy from the surface of the circuit board, for example the surface of the at least one metallic structure, or impairs or prevents a dissipation of thermal energy from the surface of the circuit board, for example the surface of the at least one metallic structure, between the surface in question and the at least one thermal dissipation element is present.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement ein Metallmaterial aufweist, beispielsweise Kupfer oder Silber oder Aluminium.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element has a metal material, for example copper or silver or aluminum.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine metallische Struktur ein Metallmaterial aufweist, beispielsweise Kupfer oder Silber oder Aluminium. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die wenigstens eine metallische Struktur beispielsweise eine Funktionsschicht der Schaltungsträgerplatte bilden, beispielsweise einen Metallkern der Schaltungsträgerplatte.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one metallic structure has a metal material, for example copper or silver or aluminum. In further exemplary embodiments, the at least one metallic structure can, for example, form a functional layer of the circuit board, for example a metal core of the circuit board.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement Kühlrippen aufweist, wobei beispielsweise sich wenigstens manche Kühlrippen zumindest in etwa senkrecht zu einer Oberfläche der Schaltungsträgerplatte erstrecken.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element has cooling fins, for example at least some cooling fins extending at least approximately perpendicular to a surface of the circuit board.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement zumindest bereichsweise eine Netzstruktur und/oder Gitterstruktur aufweist.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element has a network structure and/or grid structure at least in some areas.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Schaltungsträgerplatte mit wenigstens einem thermischen Ableitelement zur Ableitung thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf der Schaltungsträgerplatte aufgebracht ist.Further exemplary embodiments relate to a circuit board with at least one thermal dissipation element for dissipating thermal energy, for example from a component of the circuit board, wherein the at least one thermal dissipation element is applied to the circuit board using an additive manufacturing process.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement mittels eines Kaltgasspritzverfahrens auf die Schaltungsträgerplatte aufgebracht ist.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element is applied to the circuit board by means of a cold gas spraying process.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement stoffschlüssig mit wenigstens einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise mit der wenigstens einen metallischen Struktur, verbunden ist.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element is cohesively connected to at least one component of the circuit board, for example to the at least one metallic structure.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Kühlrippen, b) Netzstruktur, c) Gitterstruktur.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element has at least one of the following elements: a) cooling fins, b) network structure, c) grid structure.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise für ein Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Schaltungsträgerplatte gemäß den Ausführungsformen.Further exemplary embodiments relate to a lighting device, for example for a vehicle, for example a motor vehicle, having at least one circuit board according to the embodiments.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen beziehen sich auf eine Verwendung des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Schaltungsträgerplatte gemäß den Ausführungsformen und/oder der Beleuchtungseinrichtung gemäß den Ausführungsformen für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Ableitung von thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, b) Bereitstellung wenigstens eines Kühlelements, beispielsweise Kühlkörpers, für wenigstens eine Komponente der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise für ein auf der Schaltungsträgerplatte angeordnetes elektronisches Bauelement, c) direktes, beispielsweise stoffschlüssiges, Verbinden des wenigstens einen thermischen Ableitelements mit der Schaltungsträgerplatte und/oder wenigstens einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, d) Verbessern einer Ableitung von thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, e) Vermeiden eines thermischen Schnittstellenmaterials zum thermisch leitfähigen Verbinden der wenigstens einen Komponente der Schaltungsträgerplatte mit dem wenigstens einen Ableitelement, f) Vermeiden von Luftspalten für ein thermisch leitfähiges Verbinden der wenigstens einen Komponente der Schaltungsträgerplatte mit dem wenigstens einen Ableitelement.Further exemplary embodiments relate to a use of the method according to the embodiments and/or the circuit board according to the embodiments and/or the lighting device according to the embodiments for at least one of the following elements: a) derivation of thermal energy, for example from a component of the circuit board, b) providing at least one cooling element, for example a heat sink, for at least one component of the circuit board, for example for an electronic component arranged on the circuit board, c) direct, for example cohesive, connection of the at least one thermal dissipation element to the circuit board and/or at least one component of the circuit board, d) improving a dissipation of thermal energy, for example from a component of the circuit board, e) avoiding a thermal interface material for thermally conductively connecting the at least one component of the circuit board with the at least one dissipating element, f) avoiding air gaps for a thermally conductive connection the at least one component of the circuit board with the at least one diverting element.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile weiterer beispielhafter Ausführungsformen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, unabhängig von den Patentansprüchen oder deren Rückbeziehung sowie unabhängig von Ihrer Formulierung bzw. Darstellung in der Beschreibung bzw. in der Zeichnung.Further features, possible applications and advantages of further exemplary embodiments result from the following description and the figures in the drawing. All features described and illustrated, individually or in any combination, form the subject matter of the invention, regardless of the patent claims or their relationship and regardless of their formulation or representation in the description or in the drawing.

In der Zeichnung zeigt:

  • 1 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
  • 2 schematisch ein vereinfachtes Flussdiagram gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
  • 3 schematisch eine vereinfachte Seitenansicht gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
  • 4 schematisch eine vereinfachte Seitenansicht gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
  • 5 schematisch eine vereinfachte Seitenansicht gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
  • 6 schematisch eine vereinfachte Seitenansicht gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
  • 7 schematisch eine perspektivische Ansicht gemäß beispielhaften Ausführungsformen,
  • 8 schematisch ein vereinfachtes Blockdiagramm gemäß beispielhaften Ausführungsformen, und
  • 9 schematisch Aspekte von Verwendungen gemäß beispielhaften Ausführungsformen.
In the drawing shows:
  • 1 schematically a simplified block diagram according to exemplary embodiments,
  • 2 schematically a simplified flowchart according to exemplary embodiments,
  • 3 schematically a simplified side view according to exemplary embodiments,
  • 4 schematically a simplified side view according to exemplary embodiments,
  • 5 schematically a simplified side view according to exemplary embodiments,
  • 6 schematically a simplified side view according to exemplary embodiments,
  • 7 schematically a perspective view according to exemplary embodiments,
  • 8th schematically shows a simplified block diagram according to exemplary embodiments, and
  • 9 schematic aspects of uses according to exemplary embodiments.

Beispielhafte Ausführungsformen, siehe 1 und 2, beziehen sich auf ein Verfahren zum Bereitstellen einer Schaltungsträgerplatte 100 mit wenigstens einem thermischen Ableitelement 110, 110' zur Ableitung thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente 102 der Schaltungsträgerplatte 100, beispielsweise zu einem umgebenden Medium UM, beispielsweise Luft, aufweisend: Bereitstellen 200 der Schaltungsträgerplatte 100, Aufbringen 202 des wenigstens einen thermischen Ableitelements 110, 110' mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf der Schaltungsträgerplatte 100.Example embodiments, see 1 and 2 , relate to a method for providing a circuit board 100 with at least one thermal dissipation element 110, 110 'for dissipating thermal energy, for example from a component 102 of the circuit board 100, for example to a surrounding medium UM, for example air, comprising: Providing 200 of the circuit board 100, application 202 of the at least one thermal dissipation element 110, 110 'on the circuit board 100 by means of an additive manufacturing process.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das Aufbringen 202 mittels eines Kaltgasspritzverfahrens 202a erfolgt.In further exemplary embodiments it is provided that the application 202 takes place by means of a cold gas spraying process 202a.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, ist vorgesehen, dass das Verfahren aufweist: Bestücken 200' der Schaltungsträgerplatte 100, beispielsweise (z.B. zumindest teilweise) vor dem Aufbringen 202 des wenigstens einen thermischen Ableitelements 110, 110'.In further exemplary embodiments, 2 , it is provided that the method comprises: equipping 200 'of the circuit board 100, for example (eg at least partially) before the application 202 of the at least one thermal dissipation element 110, 110'.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist ein zumindest teilweises Bestücken 200' der Schaltungsträgerplatte 100 nach dem Aufbringen 202 (und/oder ggf. auch während des Aufbringens 202) des wenigstens einen thermischen Ableitelements 110, 110' vorgesehen.In further exemplary embodiments, an at least partial assembly 200' of the circuit board 100 is provided after the application 202 (and/or possibly also during the application 202) of the at least one thermal dissipation element 110, 110'.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 2, kann, z.B. nach dem Aufbringen 202, optional eine Bearbeitung, beispielsweise Nachbearbeitung, 204 wenigstens einer Komponente der Schaltungsträgerplatte 100 erfolgen, z.B. eine mechanische, z.B. spanende, Bearbeitung des wenigstens einen auf der Schaltungsträgerplatte 100 aufgebrachten thermischen Ableitelements 110, z.B. mittels Fräsen.In further exemplary embodiments, 2 , for example after application 202, optionally a processing, for example post-processing, 204 of at least one component of the circuit board 100 can take place, for example a mechanical, for example machining, processing of the at least one thermal dissipation element 110 applied to the circuit board 100, for example by means of milling.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 1, ist vorgesehen, dass die Schaltungsträgerplatte 100 zumindest bereichsweise wenigstens eine metallische Struktur 104 aufweist, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110' wenigstens teilweise auf die wenigstens eine metallische Struktur 104 aufgebracht wird, beispielsweise direkt auf die wenigstens eine metallische Struktur 104, also z.B. direkt auf eine Oberfläche 104a (s. 3) der wenigstens einen metallischen Struktur 104. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen 100a, 3, ist vorgesehen, dass das Aufbringen 202 (2) aufweist: Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements 110 in Form mehrerer Schichten 110-1, 110-2, 110-3, ....In further exemplary embodiments, 1 , it is provided that the circuit board 100 has at least one metallic structure 104 at least in some areas, the at least one thermal dissipation element 110, 110 'being at least partially applied to the at least one metallic structure 104, for example directly to the at least one metallic structure 104, i.e e.g. directly onto a surface 104a (see 3 ) the at least one metallic structure 104. In further exemplary embodiments 100a, 3 , it is envisaged that the application 202 ( 2 ) has: applying the at least one thermal dissipation element 110 in the form of several layers 110-1, 110-2, 110-3, ....

Beispielsweise wird eine erste Schicht 110-1 des thermischen Ableitelements 110 direkt auf eine Oberfläche der Schaltungsträgerplatte 100, beispielsweise eine Oberfläche 104a der wenigstens einen metallischen Struktur 104, aufgebracht, so dass z.B. ein direkter Materialkontakt, beispielsweise Stoffschluss, zwischen der ersten Schicht 110-1 des thermischen Ableitelements 110 und der Oberfläche 104a hergestellt wird. Dadurch ergibt sich bei manchen beispielhaften Ausführungsformen eine besonders effiziente Ableitung thermischer Energie von der Oberfläche 104a, beispielsweise hin zu einem umgebenden Medium UM (z.B. Umgebungsluft), wobei insbesondere auf ein weiteres Material zur Wärmeleitung, z.B. thermisches Schnittstellenmaterial (z.B. thermal interface material), beispielsweise eine Wärmeleitpaste, verzichtet werden kann.For example, a first layer 110-1 of the thermal dissipation element 110 is applied directly to a surface of the circuit board 100, for example a surface 104a of the at least one metallic structure 104, so that, for example, a direct material contact, for example material bond, between the first layer 110-1 the thermal dissipation element 110 and the surface 104a is produced. In some exemplary embodiments, this results in a particularly efficient dissipation of thermal energy from the surface 104a, for example to a surrounding medium UM (e.g. ambient air), in particular to a further material for heat conduction, e.g. thermal interface material (e.g. thermal interface material), for example a thermal paste can be dispensed with.

Zudem kann bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen durch das direkte Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements 110 direkt auf der Oberfläche 104a verhindert werden, dass ein Fremdmedium wie z.B. Luft, z.B. Umgebungsluft, das z.B. nicht wesentlich zur Ableitung thermischer Energie von der Oberfläche 104a beiträgt bzw. eine Ableitung thermischer Energie von der Oberfläche 104a beeinträchtigt bzw. verhindert, zwischen der betreffenden Oberfläche 104a und dem wenigstens einen thermischen Ableitelement 110 vorhanden ist.In addition, in further exemplary embodiments, the direct application of the at least one thermal dissipation element 110 directly on the surface 104a can prevent a foreign medium such as air, for example ambient air, which does not contribute significantly to the dissipation of thermal energy from the surface 104a or a Dissipation of thermal energy from the surface 104a is impaired or prevented, between the relevant surface 104a and the at least one thermal dissipation element 110.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110' ein Metallmaterial aufweist, beispielsweise Kupfer oder Silber oder Aluminium.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element 110, 110' has a metal material, for example copper or silver or aluminum.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass die wenigstens eine metallische Struktur 104 ein Metallmaterial aufweist, beispielsweise Kupfer oder Silber oder Aluminium. Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann die wenigstens eine metallische Struktur 104 beispielsweise eine Funktionsschicht der Schaltungsträgerplatte 100 bilden, beispielsweise einen Metallkern der Schaltungsträgerplatte 100.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one metallic structure 104 has a metal material, for example copper or silver or aluminum. In further exemplary embodiments, the at least one metallic structure 104 can, for example, form a functional layer of the circuit board 100, for example a metal core of the circuit board 100.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen 100b, 4, ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement 110a Kühlrippen 110-KR aufweist, wobei beispielsweise sich wenigstens manche Kühlrippen zumindest in etwa senkrecht zu einer Oberfläche der Schaltungsträgerplatte erstrecken.In further exemplary embodiments 100b, 4 , it is provided that the at least one thermal dissipation element 110a has cooling fins 110-KR, for example at least some cooling fins extending at least approximately perpendicular to a surface of the circuit board.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen, 4, kann z.B. auch wenigstens eine erste Schicht, z.B. Trägerschicht, 110-1 auf der Oberfläche der Schaltungsträgerplatte 100, z.B. auf der Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur 104, angeordnet sein, und ein oder mehrere Kühlrippen 110-KR sind auf der Trägerschicht 110-1 angeordnet, z.B. mittels eines Kaltgasspritzverfahrens. Beispielsweise können auch die Kühlrippen 110-KR einen Schichtaufbau, z.B. vergleichbar zu der Konfiguration 110 gemäß 3, aufweisen.In further exemplary embodiments, 4 , for example, at least one first layer, for example carrier layer, 110-1 can be arranged on the surface of the circuit carrier plate 100, for example on the surface of the at least one metallic structure 104, and one or more cooling fins 110-KR are on the carrier layer 110- 1 arranged, for example by means of a cold gas spraying process. For example, the cooling fins 110-KR can also have a layer structure, for example comparable to the configuration 110 according to 3 , exhibit.

5 zeigt eine Konfiguration 100c gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen, bei der das Ableitelement 110b bildende Kühlrippen 110-KR z.B. direkt auf der Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur 104 angeordnet sind, also z.B. keine mehreren Kühlrippen 110-KR gemeinsame Trägerschicht 110-1 gemäß 4 aufweisen. 5 shows a configuration 100c according to further exemplary embodiments, in which the cooling fins 110-KR forming the diverting element 110b are arranged, for example, directly on the surface of the at least one metallic structure 104, that is, for example, no carrier layer 110-1 common to several cooling fins 110-KR 4 exhibit.

6 zeigt eine Konfiguration 100d gemäß weiteren beispielhaften Ausführungsformen, bei der manche, vorliegend z.B. zwei, Kühlrippen 110-KR auf einer gemeinsamen Trägerschicht 110-TS angeordnet sind, und bei der manche Kühlrippen, vorliegend z.B. die Kühlrippe 110-KR', z.B. direkt auf der Oberfläche der wenigstens einen metallischen Struktur 104 angeordnet ist, z.B. ähnlich wie die Trägerschicht 110-TS. 6 shows a configuration 100d according to further exemplary embodiments, in which some, in the present case for example two, cooling fins 110-KR are arranged on a common carrier layer 110-TS, and in which some cooling fins, in the present case for example the cooling fin 110-KR ', for example directly on the Surface of the at least one metallic structure 104 is arranged, for example similarly to the carrier layer 110-TS.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen (nicht gezeigt) ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110' (1) zumindest bereichsweise eine Netzstruktur und/oder Gitterstruktur aufweist. Generell sind mittels des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen vielfältige Formen und/oder Strukturen für das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110' herstellbar, die z.B. eine vergleichsweise geringe Masse und/oder eine vergleichsweise große Oberfläche aufweisen und damit z.B. eine effiziente Entwärmung wenigstens einer Komponente der Schaltungsträgerplatte 100 ermöglichen, z.B. bei vergleichsweise geringem Materialeinsatz für das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110'.In further exemplary embodiments (not shown) it is provided that the little at least one thermal dissipation element 110, 110 '( 1 ) has a network structure and/or grid structure at least in some areas. In general, using the method according to the embodiments, a variety of shapes and/or structures can be produced for the at least one thermal dissipation element 110, 110', which, for example, have a comparatively low mass and/or a comparatively large surface area and thus, for example, efficient heat dissipation of at least one component of the Circuit carrier plate 100 enable, for example with comparatively little use of material for the at least one thermal dissipation element 110, 110 '.

7 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht gemäß beispielhaften Ausführungsformen. Abgebildet ist ein thermisches Ableitelement 110d, das wenigstens zwei Kühlelemente, z.B. Kühlrippen, 110d-1, 110d-2 aufweist, die auf einer gemeinsamen Trägerschicht 104' angeordnet sind. Das thermische Ableitelement 110d ist z.B. mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, z.B. mittels eines Kaltgasspritzverfahrens, herstellbar. 7 schematically shows a perspective view according to exemplary embodiments. A thermal dissipation element 110d is shown, which has at least two cooling elements, for example cooling fins, 110d-1, 110d-2, which are arranged on a common carrier layer 104'. The thermal dissipation element 110d can be produced, for example, using an additive manufacturing process, for example using a cold gas spraying process.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann eine Bereite B eines Kühlelements 110d-1 z.B. zwischen, beispielsweise etwa, 0,5 mm (Millimeter) und, beispielsweise etwa, 10 mm betragen, beispielsweise zwischen, beispielsweise etwa, 1,0 mm (Millimeter) und, beispielsweise etwa, 7 mm.In further exemplary embodiments, a width B of a cooling element 110d-1 can be, for example, between, for example, approximately, 0.5 mm (millimeters) and, for example, approximately, 10 mm, for example, between, for example, approximately, 1.0 mm (millimeters) and, for example, about 7 mm.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann eine Höhe H eines Kühlelements 110d-1 z.B. zwischen, beispielsweise etwa, 0,5 mm (Millimeter) und, beispielsweise etwa, 50 mm betragen, beispielsweise zwischen, beispielsweise etwa, 5 mm (Millimeter) und, beispielsweise etwa, 30 mm. Beispielhaft ist das Kühlelement 110d-1 mittels eines Kaltgasspritzverfahrens, beispielsweise ohne Nachbearbeitung, erhalten worden.In further exemplary embodiments, a height H of a cooling element 110d-1 may be, for example, between, for example, approximately, 0.5 mm (millimeters) and, for example, approximately, 50 mm, for example, between, for example, approximately, 5 mm (millimeters) and, for example, approximately , 30mm. By way of example, the cooling element 110d-1 was obtained using a cold gas spraying process, for example without post-processing.

Beispielhaft ist das Kühlelement 110d-2 mittels eines Kaltgasspritzverfahrens, beispielsweise mit anschließender Nachbearbeitung, z.B. mittels Fräsen, erhalten worden.By way of example, the cooling element 110d-2 was obtained by means of a cold gas spraying process, for example with subsequent post-processing, for example by means of milling.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen, vgl. 1, 3, 4, 5, 6, beziehen sich auf eine Schaltungsträgerplatte 100, 100a, 100b, 100c, 100d mit wenigstens einem thermischen Ableitelement 110, 110' zur Ableitung thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente 102, 104 der Schaltungsträgerplatte, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf der Schaltungsträgerplatte aufgebracht ist.Further exemplary embodiments, cf. 1 , 3 , 4 , 5 , 6 , refer to a circuit board 100, 100a, 100b, 100c, 100d with at least one thermal dissipation element 110, 110 'for dissipating thermal energy, for example from a component 102, 104 of the circuit board, wherein the at least one thermal dissipation element is formed by means of an additive manufacturing process the circuit board is applied.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110' mittels eines Kaltgasspritzverfahrens auf die Schaltungsträgerplatte aufgebracht ist.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element 110, 110' is applied to the circuit board by means of a cold gas spraying process.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110' stoffschlüssig mit wenigstens einer Komponente 102, 104 der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise mit der wenigstens einen metallischen Struktur 104, verbunden ist.In further exemplary embodiments, it is provided that the at least one thermal dissipation element 110, 110 'is connected in a materially bonded manner to at least one component 102, 104 of the circuit board, for example to the at least one metallic structure 104.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ist vorgesehen, dass das wenigstens eine thermische Ableitelement 110, 110' wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Kühlrippen 110-KR, 110-KR', b) Netzstruktur, c) Gitterstruktur.In further exemplary embodiments it is provided that the at least one thermal dissipation element 110, 110' has at least one of the following elements: a) cooling fins 110-KR, 110-KR', b) network structure, c) grid structure.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 8, beziehen sich auf eine Beleuchtungseinrichtung 10, beispielsweise für ein Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, beispielsweise auf einen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Schaltungsträgerplatte 100 gemäß den Ausführungsformen.Further exemplary embodiments, 8th , refer to a lighting device 10, for example for a vehicle, for example a motor vehicle, for example a headlight for a motor vehicle, having at least one circuit board 100 according to the embodiments.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen, 9, beziehen sich auf eine Verwendung 300 des Verfahrens gemäß den Ausführungsformen und/oder der Schaltungsträgerplatte 100, 100a, 100b, 100c, 100d gemäß den Ausführungsformen und/oder der Beleuchtungseinrichtung 10 gemäß den Ausführungsformen für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Ableitung 301 von thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente 102, 104 der Schaltungsträgerplatte, b) Bereitstellung 302 wenigstens eines Kühlelements, beispielsweise Kühlkörpers, für wenigstens eine Komponente der Schaltungsträgerplatte, beispielsweise für ein auf der Schaltungsträgerplatte angeordnetes elektronisches Bauelement (z.B. eine lichtemittierende Halbleitereinrichtung, z.B. Leuchtdiode) bzw. Modul, c) direktes, beispielsweise stoffschlüssiges, Verbinden 303 des wenigstens einen thermischen Ableitelements 110, 110' mit der Schaltungsträgerplatte und/oder wenigstens einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, d) Verbessern 304 einer Ableitung von thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente der Schaltungsträgerplatte, e) Vermeiden 305 eines thermischen Schnittstellenmaterials (z.B. Wärmeleitpaste) zum thermisch leitfähigen Verbinden der wenigstens einen Komponente der Schaltungsträgerplatte mit dem wenigstens einen Ableitelement 110, 110', f) Vermeiden 306 von Luftspalten für ein thermisch leitfähiges Verbinden der wenigstens einen Komponente der Schaltungsträgerplatte mit dem wenigstens einen Ableitelement.Further exemplary embodiments, 9 , refer to a use 300 of the method according to the embodiments and/or the circuit board 100, 100a, 100b, 100c, 100d according to the embodiments and/or the lighting device 10 according to the embodiments for at least one of the following elements: a) derivation 301 from thermal energy, for example from a component 102, 104 of the circuit board, b) provision 302 of at least one cooling element, for example a heat sink, for at least one component of the circuit board, for example for an electronic component arranged on the circuit board (e.g. a light-emitting semiconductor device, e.g. light-emitting diode) or . Module, c) direct, for example cohesive, connection 303 of the at least one thermal dissipation element 110, 110 'to the circuit board and/or at least one component of the circuit board, d) improving 304 a dissipation of thermal energy, for example from a component of the circuit board, e) avoiding 305 a thermal interface material (e.g. thermal paste) for thermally conductively connecting the at least one component of the circuit board with the at least one diverting element 110, 110 ', f) avoiding 306 air gaps for a thermally conductive connection of the at least one component of the circuit board with the at least one diverting element.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ermöglicht das Prinzip gemäß den Ausführungsformen die Bereitstellung einer Schaltungsträgerplatte mit z.B. gegenüber manchen konventionellen Leiterplatten verbesserten Wärmeableiteigenschaften.In further exemplary embodiments, the principle according to the embodiments enables the provision of a circuit board with, for example, some conventional printed circuit boards have improved heat dissipation properties.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen ermöglicht das Prinzip gemäß den Ausführungsformen die Bereitstellung von vergleichsweise kleinen und/oder leichten Schaltungsträgerplatten mit wenigstens einem integrierten Kühlelement 110, 110', sowie ggf. eine Reduktion einer Anzahl von Komponenten, z.B. verglichen zu manchen konventionellen Ansätzen. Vorteilhaft gehen das thermische Ableitelement 110, 110' und die Schaltungsträgerplatte 100 bzw. die wenigstens eine metallische Struktur 104 z.B. eine feste, direkte, z.B. stoffschlüssige, Verbindung ein, z.B. ohne Wärmeleitpaste und/oder ohne unerwünschte Luftspalte.In further exemplary embodiments, the principle according to the embodiments enables the provision of comparatively small and/or light circuit boards with at least one integrated cooling element 110, 110', as well as possibly a reduction in a number of components, for example compared to some conventional approaches. Advantageously, the thermal dissipation element 110, 110' and the circuit board 100 or the at least one metallic structure 104 form, for example, a solid, direct, for example cohesive, connection, for example without thermal paste and/or without undesirable air gaps.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können mittels des Kaltgasspritzverfahrens z.B. Metallstrukturen, z.B. in mehreren Schichten, z.B. direkt, auf eine Wärmequelle (z.B. Schaltungsträgerplatte („Platine“), z.B. mit Metallbasis) aufgebracht werden. Eine Wärmeableitung wird hierdurch verbessert, da z.B. kein thermischer Isolator (z.B. Luftspalt bzw. Lufteinschluss) zwischen Wärmequelle und Wärmesenke vorhanden ist.In further exemplary embodiments, metal structures, for example in several layers, for example directly, can be applied to a heat source (e.g. circuit board (“circuit board”), for example with a metal base) using the cold gas spraying process. This improves heat dissipation because, for example, there is no thermal insulator (e.g. air gap or air inclusion) between the heat source and the heat sink.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen können für das wenigstens eine Ableitelement 110, 110' und für ein Basismaterial, z.B. die wenigstens eine metallische Struktur 104, zur Anordnung des Ableitelement 110, 110' verschiedene Metalle bzw. Metallmaterialien verwendet werden, z.B. Aluminium und Kupfer.In further exemplary embodiments, various metals or metal materials can be used for the at least one diverting element 110, 110' and for a base material, for example the at least one metallic structure 104, for arranging the diverting element 110, 110', for example aluminum and copper.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen wird z.B. wenigstens eine Struktur aus Aluminium als thermisches Ableitelement 110 auf eine Platine 100 aufgebracht, die z.B. zumindest bereichsweise eine Oberfläche aus Aluminium oder Kupfer aufweist, z.B. in Form der wenigstens einen metallischen Struktur 104.In further exemplary embodiments, for example, at least one structure made of aluminum is applied as a thermal dissipation element 110 to a circuit board 100, which, for example, at least partially has a surface made of aluminum or copper, for example in the form of the at least one metallic structure 104.

Bei weiteren beispielhaften Ausführungsformen kann das thermische Ableitelement 110 verschiedenste Ausformungen aufweisen, die sich z.B. in einem additiven Fertigungsverfahren, z.B. in einem mehrschichtigen additiven Fertigungsverfahren, herstellen lassen.In further exemplary embodiments, the thermal dissipation element 110 can have a wide variety of shapes that can be produced, for example, in an additive manufacturing process, for example in a multi-layer additive manufacturing process.

Claims (15)

Verfahren zum Bereitstellen einer Schaltungsträgerplatte (100) mit wenigstens einem thermischen Ableitelement (110; 110') zur Ableitung thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente (102) der Schaltungsträgerplatte (100), aufweisend: Bereitstellen (200) der Schaltungsträgerplatte (100), Aufbringen (202) des wenigstens einen thermischen Ableitelements (110; 110') mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf der Schaltungsträgerplatte (100).Method for providing a circuit board (100) with at least one thermal dissipation element (110; 110') for dissipating thermal energy, for example from a component (102) of the circuit board (100), comprising: providing (200) of the circuit board (100), applying (202) of the at least one thermal dissipation element (110; 110') using an additive manufacturing process on the circuit board (100). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufbringen (202) mittels eines Kaltgasspritzverfahrens (202a) erfolgt.Procedure according to Claim 1 , whereby the application (202) takes place by means of a cold gas spraying process (202a). Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend: Bestücken (200') der Schaltungsträgerplatte (100), beispielsweise vor und/oder nach dem Aufbringen (202) des wenigstens einen thermischen Ableitelements (110; 110').Method according to at least one of the preceding claims, comprising: equipping (200') the circuit board (100), for example before and/or after the application (202) of the at least one thermal dissipation element (110; 110'). Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Schaltungsträgerplatte (100) zumindest bereichsweise wenigstens eine metallische Struktur (104) aufweist, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') wenigstens teilweise auf die wenigstens eine metallische Struktur (104) aufgebracht wird, beispielsweise direkt auf die wenigstens eine metallische Struktur (104).Method according to at least one of the preceding claims, wherein the circuit board (100) has at least one metallic structure (104) at least in some areas, the at least one thermal dissipation element (110; 110') being at least partially applied to the at least one metallic structure (104). , for example directly on the at least one metallic structure (104). Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Aufbringen (202) aufweist: Aufbringen des wenigstens einen thermischen Ableitelements (110; 110') in Form mehrerer Schichten (110-1, 110-2, 110-3, ...).Method according to at least one of the preceding claims, wherein the application (202) comprises: applying the at least one thermal dissipation element (110; 110') in the form of several layers (110-1, 110-2, 110-3, ...). Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') ein Metallmaterial aufweist, beispielsweise Kupfer oder Silber oder Aluminium.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one thermal dissipation element (110; 110') comprises a metal material, for example copper or silver or aluminum. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die wenigstens eine metallische Struktur (104) ein Metallmaterial aufweist, beispielsweise Kupfer oder Silber oder Aluminium.Method according to at least one of the Claims 4 until 6 , wherein the at least one metallic structure (104) has a metal material, for example copper or silver or aluminum. Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') Kühlrippen (110-KR) aufweist, wobei beispielsweise sich wenigstens manche Kühlrippen zumindest in etwa senkrecht zu einer Oberfläche der Schaltungsträgerplatte (100) erstrecken.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one thermal dissipation element (110; 110') has cooling fins (110-KR), for example at least some cooling fins extending at least approximately perpendicular to a surface of the circuit board (100). Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') zumindest bereichsweise eine Netzstruktur und/oder Gitterstruktur aufweist.Method according to at least one of the preceding claims, wherein the at least one thermal dissipation element (110; 110') has a network structure and/or grid structure at least in some areas. Schaltungsträgerplatte (100) mit wenigstens einem thermischen Ableitelement (110; 110') zur Ableitung thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente (102) der Schaltungsträgerplatte (100), wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') mittels eines additiven Fertigungsverfahrens auf der Schaltungsträgerplatte (100) aufgebracht ist.Circuit board (100) with at least one thermal dissipation element (110; 110') for dissipating thermal energy, for example from a component (102) of the circuit board (100), the at least one thermal dissipator Element (110; 110') is applied to the circuit board (100) by means of an additive manufacturing process. Schaltungsträgerplatte (100) nach Anspruch 10, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') mittels eines Kaltgasspritzverfahrens auf die Schaltungsträgerplatte (100) aufgebracht ist.Circuit board (100). Claim 10 , wherein the at least one thermal dissipation element (110; 110 ') is applied to the circuit board (100) by means of a cold gas spraying process. Schaltungsträgerplatte (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 11, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') stoffschlüssig mit wenigstens einer Komponente (102, 104) der Schaltungsträgerplatte (100) verbunden ist.Circuit carrier plate (100) according to at least one of the Claims 10 until 11 , wherein the at least one thermal dissipation element (110; 110 ') is cohesively connected to at least one component (102, 104) of the circuit board (100). Schaltungsträgerplatte (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das wenigstens eine thermische Ableitelement (110; 110') wenigstens eines der folgenden Elemente aufweist: a) Kühlrippen, b) Netzstruktur, c) Gitterstruktur.Circuit carrier plate (100) according to at least one of the Claims 10 until 12 , wherein the at least one thermal dissipation element (110; 110 ') has at least one of the following elements: a) cooling fins, b) network structure, c) grid structure. Beleuchtungseinrichtung (10), beispielsweise für ein Fahrzeug, beispielsweise Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens eine Schaltungsträgerplatte (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13.Lighting device (10), for example for a vehicle, for example a motor vehicle, having at least one circuit board (100) according to at least one of the Claims 10 until 13 . Verwendung (300) des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9 und/oder der Schaltungsträgerplatte (100) nach wenigstens einem der Ansprüche 10 bis 13 und/oder der Beleuchtungseinrichtung (10) nach Anspruch 14 für wenigstens eines der folgenden Elemente: a) Ableitung (301) von thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente (102) der Schaltungsträgerplatte (100), b) Bereitstellung (302) wenigstens eines Kühlelements, beispielsweise Kühlkörpers, für wenigstens eine Komponente (102) der Schaltungsträgerplatte (100), beispielsweise für ein auf der Schaltungsträgerplatte (100) angeordnetes elektronisches Bauelement, c) direktes, beispielsweise stoffschlüssiges, Verbinden (303) des wenigstens einen thermischen Ableitelements (110; 110') mit der Schaltungsträgerplatte (100) und/oder wenigstens einer Komponente (102, 104) der Schaltungsträgerplatte (100), d) Verbessern (304) einer Ableitung von thermischer Energie, beispielsweise von einer Komponente (102) der Schaltungsträgerplatte (100), e) Vermeiden (305) eines thermischen Schnittstellenmaterials zum thermisch leitfähigen Verbinden der wenigstens einen Komponente (102) der Schaltungsträgerplatte (100) mit dem wenigstens einen Ableitelement (110; 110'), f) Vermeiden (306) von Luftspalten für ein thermisch leitfähiges Verbinden der wenigstens einen Komponente (102) der Schaltungsträgerplatte (100) mit dem wenigstens einen Ableitelement (110; 110').Use (300) of the method according to at least one of Claims 1 until 9 and/or the circuit board (100) according to at least one of Claims 10 until 13 and/or the lighting device (10). Claim 14 for at least one of the following elements: a) derivation (301) of thermal energy, for example from a component (102) of the circuit board (100), b) provision (302) of at least one cooling element, for example a heat sink, for at least one component (102) the circuit board (100), for example for an electronic component arranged on the circuit board (100), c) direct, for example cohesive, connection (303) of the at least one thermal dissipation element (110; 110') to the circuit board (100) and/or at least one component (102, 104) of the circuit board (100), d) improving (304) a dissipation of thermal energy, for example from a component (102) of the circuit board (100), e) avoiding (305) a thermal interface material to the thermal conductively connecting the at least one component (102) of the circuit board (100) to the at least one conductive element (110; 110'), f) avoiding (306) air gaps for a thermally conductive connection of the at least one component (102) of the circuit board (100) to the at least one diverting element (110; 110').
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