DE202007018021U1 - Schaltungsplatte - Google Patents

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Abstract

Schaltungsplatte, bestehend aus einer Oberfläche (13), auf der elektronische Bauelemente (20) angeordnet sind, und einem Kühlkörper (12), der durch mindestens ein Kühlrohr (120) gebildet ist, das in der Schaltungsplatte (10) angeordnet ist.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft eine Schaltungsplatte, in der ein Kühlkörper vorgesehen ist, der die Wärme der elektronischen Bauelemente auf der Schaltungsplatte schnell abführen kann.
  • Stand der Technik
  • 1 zeigt eine herkömmliche Schaltungsplatte 30, die auf der Oberfläche eine Leitschicht 31 aufweist, die mit den SMD-Anschlüsse 21 der elektronischen Bauelemente 20 verbunden ist.
  • Die elektronischen Bauelemente 20 erzeugen bei Betrieb eine Wärme, die abgeführt werden soll, um eine Beschädigung der elektronischen Bauelemente 20 durch diese Wärme zu vermeiden. Dies kann durch das Material der Schaltungsplatte 30 und ein zusätzliches Kühlmodul 40 erreicht werden. In 1 befindet sich das Kühlmodul 40 unter der Schaltungsplatte 30 und ist aus Material mit höher Wärmeleitfähigkeit hergestellt, wie Aluminium, Kupfer, Verbundmaterial oder Nanomaterial. In 2 enthält das Kühlmodul 40 eine Vielzahl von Kühlrippen 41, um die Kühlfläche zu vergrößern.
  • Um die Kühlwirkung zu erhöhen, kann das Kühlmodul weiterhin einen Kühlventilator enthalten.
  • Aus TW 94124165 ist eine Kapselung für Leuchtdiode eines elektrischen Heizelementes bekannt. Nach Bestromung wird die Wärme der Leuchtdiode auf die Schaltungsplatte geleitet und von einem Kühlmodul an der anderen Seite der Schaltungsplatte abgeführt. Dadurch ist die Herstellung aufwendiger und die Dicke größer.
  • Aus diesem Grund hat der Erfinder in Anbetracht der Nachteile herkömmlicher Lösungen, basierend auf langjähriger Erfahrung in diesem Bereich, nach langem Studium, zahlreichen Versuchen und unentwegten Verbesserungen die vorliegende Erfindung entwickelt.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schaltungsplatte zu schaffen, die eine gute Kühlwirkung aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemäße Schaltungsplatte gelöst, die bestehend aus einer Oberfläche, auf der elektronische Bauelemente angeordnet sind, die bei Betrieb eine Wärme erzeugen können, und einem Kühlkörper, der in der Schaltungsplatte angeordnet ist. Der Kühlkörper ist durch Kühlrohre gebildet, die parallel in der Schaltungsplatte verteilt sind, wodurch die Schaltungsplatte eine Flachform hat. Dadurch ist ein zusätzliches Kühlmodul nicht erforderlich, so dass eine kompakte Form erreicht werden kann.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 eine Schnittdarstellung der herkömmlichen Lösung (1),
  • 2 eine Schnittdarstellung der herkömmlichen Lösung (2),
  • 3 eine Schnittdarstellung der Erfindung,
  • 4 ein Ausführungsbeispiel gemäß 3 (1),
  • 5 ein Ausführungsbeispiel gemäß 3 (2),
  • 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung,
  • 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, besteht die erfindungsgemäße Schaltungsplatte 10 aus einer Oberfläche 13, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine anodierte isolierschicht ist und auf der eine Leitschicht 11 gebildet ist, die mit den Anschlüssen 21 der elektronischen Bauelemente 20 (Leuchtdioden im vorliegenden Ausführungsbeispiel) verbunden ist und die elektrische Schaltung im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet, u0nd mindestens einem Kühlkörper 12, der durch Kühlrohre 120 gebildet ist, die in der Schaltungsplatte 10 verteilt sind. Die Kühlrohre 120 sind parallel in der Schaltungsplatte 10 angeordnet, mit einem organischen Lösungsmittel, wie Methanol, Ethanol, Butanol, Aceton, Ammoniak, Reinwasser oder Kühlmittel, gefüllt und dienen zur Abführung der Betriebswärme der elektronischen Bauelemente 20. Wenn eines der Kühlrohre 120 beschädigt ist, können die anderen Kühlrohre 120 weiter arbeiten, so dass der Einfluß auf die Kühlwirkung minimiert wird. Durch die Parallelanordnung des Kühlkörpers 12 kann die Schaltungsplatte eine Flachform haben.
  • 4 zeigt ein elektronisches Bauelement 20 auf der Schaltungsplatte 10, das mit der Leitschicht 11 verbunden ist. Wenn das elektronische Bauelement 20 leuchtet, wird die Betriebswärme durch die Leitschicht 11 und die Oberfläche 13 in das Innere der Schaltungsplatte 10 geleitet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Schaltungsplatte 10 aus wärmeleitendem Material hergestellt, wodurch die Wärme des elektronischen Bauelementes 20 schnell auf die Kühlrohre 120 in der Schaltungsplatte 10 geleitet wird. Wenn die Kühlrohre 120 mit einem Kühlmittel gefüllt sind, kann das Kühlmittel die Wärme schnell abführen.
  • 5 zeigt ein Leuchtdiodenmodul aus den elektronischen Bauelementen 20 mit der Schaltungsplatte 10, in der der Kühlkörper 12 angeordnet ist. Die elektronischen Bauelemente 10 sind auf der Oberfläche 13 der Schaltungsplatte 10 angeordnet. Das Leuchtdiodenmodul kann z.B. als Reklamenschild an einer Wand befestigt werden. Hierbei kann die Wärme der elektronischen Bauelemente 20 auch von dem Kühlkörper 20 abgeführt werden. Um die Kühlwirkung zu erhöhen, können auf der Schaltungsplatte eine Reihe von Kühlrippen 15 vorgesehen sein. Im Vergleich mit der herkömmlichen Lösung ist das Leuchtdiodenmodul kompakter, da das Volumen der Schaltungsplatte 10 kleiner ist.
  • 6 zeigt ein weiteres mögliches Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei in den Kühlrohren 120 des Kühlkörpers 12 eine Kühlstruktur 14 vorgesehen ist, die die Kontaktfläche der Kühlrohre 120 mit der Wärme vergrößert. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Kühlstruktur 14 durch ein Metallnetz oder Metalldrähte im Kühlrohr oder poröse Sinterkörper oder Rillen auf der Innenfläche der Kühlrohre 120 gebildet. In Verbindung mit dem phasenveränderbaren Stoff in den Kühlrohren 120 wird die Kühlwirkung erhöht. Die netzförmige Kühlstruktur 14 kann eine Kapillarwirkung für den phasenveränderbaren Stoff in den Kühlrohren 120 erzeugen, wodurch die Kühlwirkung des phasenveränderbaren Stoffs erhöht wird.
  • Die Schaltungsplatte 10 kann auf unterschiedliche Schaltungsplatten angewendet werden, wie Hauptplatine oder Schaltungsplatte für Grafikkarte. In einem möglichen Ausführungsbeispiel ist die Leitschicht 11 auf der Oberfläche 13 der Schaltungsplatte 10 durch eine flexible Schaltungsplatte gebildet, deren Betriebswärme ebenfalls von dem Kühlkörper 2 abgeführt werden kann.
  • Die Kühlrohre 120 des Kühlkörpers 12 können einen quadratischen Querschnitt wie in den 3 bis 6 oder einen runden Querschnitt wie in 7 haben. Darauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Schaltungsplatte durch den Kühlkörper eine Kühlwirkung für die elektronischen Bauelemente aufweist, wodurch elektronische Bauelemente mit höherer Leistung verwendet werden können (wie Leistungstransistor, Hochgeschwindigkeitschip, Spannungsumwandler usw.). Dadurch kann ein zusätzliches Kühlmodul für die elektronischen Bauelemente entfallen, so dass eine kompakte Form erreicht werden kann.
  • Die vorstehende Beschreibung stellt nur die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung dar und soll nicht als Definition der Grenzen und des Bereiches der Erfindung dienen. Alle gleichwertige Änderungen und Modifikationen gehören zum Schutzbereich dieser Erfindung.
    • 10
    Schaltungsplatte
    11
    Leitschicht
    12
    Kühlkörper
    120
    Kühlrohr
    13
    Oberfläche
    14
    Kühlstruktur
    15
    Kühlrippe
    20
    elektronisches Bauelement
    21
    Anschluß
    30
    Schaltungsplatte
    31
    Leitschicht
    40
    Kühlmodul
    41
    Kühlrippe

Claims (26)

  1. Schaltungsplatte, bestehend aus einer Oberfläche (13), auf der elektronische Bauelemente (20) angeordnet sind, und einem Kühlkörper (12), der durch mindestens ein Kühlrohr (120) gebildet ist, das in der Schaltungsplatte (10) angeordnet ist.
  2. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (120) einen quadratischen Querschnitt hat.
  3. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlrohr (120) einen runden Querschnitt hat.
  4. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlrohr (120) des Kühlkörpers (12) eine Kühlstruktur (14) vorgesehen ist.
  5. Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur (14) durch ein Metallnetz im Kühlrohr (120) gebildet ist.
  6. Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur (14) durch Metalldrähte im Kühlrohr (120) gebildet ist.
  7. Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur (14) durch poröse Sinterkörper auf der Innenfläche des Kühlrohres (120) gebildet ist.
  8. Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlstruktur (14) durch Rillen auf der Innenfläche des Kühlrohres (120) gebildet ist.
  9. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (13) eine anodierte Isolierschicht ist.
  10. Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche (13) eine anodierte Isolierschicht ist.
  11. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2) durch mehrere Kühlrohre (120) gebildet ist, die parallel in der Schaltungsplatte (10) verteilt sind.
  12. Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlkörper (2) durch mehrere Kühlrohre (120) gebildet ist, die parallel in der Schaltungsplatte (10) verteilt sind.
  13. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlrohr (120) des Kühlkörpers (2) ein phasenveränderbarer Stoff gefüllt ist.
  14. Schaltungsplatte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlrohr (120) des Kühlkörpers (2) ein phasenveränderbarer Stoff gefüllt ist.
  15. Schaltungsplatte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlrohr (120) des Kühlkörpers (2) ein phasenveränderbarer Stoff gefüllt ist.
  16. Schaltungsplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlrohr (120) des Kühlkörpers (2) ein phasenveränderbarer Stoff gefüllt ist.
  17. Schaltungsplatte nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der phasenveränderbare Stoff Reinwasser, Kühlmittel, organisches Lösungsmittel oder deren Kombination ist.
  18. Schaltungsplatte nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der phasenveränderbare Stoff Reinwasser, Kühlmittel, organisches Lösungsmittel oder deren Kombination ist.
  19. Schaltungsplatte nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der phasenveränderbare Stoff Reinwasser, Kühlmittel, organisches Lösungsmittel oder deren Kombination ist.
  20. Schaltungsplatte nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der phasenveränderbare Stoff Reinwasser, Kühlmittel, organisches Lösungsmittel oder deren Kombination ist.
  21. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht (11) direkt auf der Oberfläche (13) gebildet ist.
  22. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschicht (11) auf der Oberfläche (13) der Schaltungsplatte (10) durch eine flexible Schaltungsplatte gebildet ist.
  23. Schaltungsplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (20) bei Betrieb eine Wärme erzeugen können.
  24. Schaltungsplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (20) Leuchtdioden sind.
  25. Schaltungsplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (20) Leistungstransistoren sind.
  26. Schaltungsplatte nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronischen Bauelemente (20) Hochgeschwindigkeitschips sind.
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