DE4118398C2 - Electronics assembly with metal housing - Google Patents

Electronics assembly with metal housing

Info

Publication number
DE4118398C2
DE4118398C2 DE19914118398 DE4118398A DE4118398C2 DE 4118398 C2 DE4118398 C2 DE 4118398C2 DE 19914118398 DE19914118398 DE 19914118398 DE 4118398 A DE4118398 A DE 4118398A DE 4118398 C2 DE4118398 C2 DE 4118398C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
heat
circuit board
metal housing
insulating layer
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Revoked
Application number
DE19914118398
Other languages
German (de)
Other versions
DE4118398A1 (en
Inventor
Hans Peter Dipl Ing Diercks
Wolfgang Dipl Ing Betsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
ANT Nachrichtentechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ANT Nachrichtentechnik GmbH filed Critical ANT Nachrichtentechnik GmbH
Priority to DE19914118398 priority Critical patent/DE4118398C2/en
Publication of DE4118398A1 publication Critical patent/DE4118398A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE4118398C2 publication Critical patent/DE4118398C2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Revoked legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/021—Components thermally connected to metal substrates or heat-sinks by insert mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/20—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating
    • H05K7/2039—Modifications to facilitate cooling, ventilating, or heating characterised by the heat transfer by conduction from the heat generating element to a dissipating body
    • H05K7/205—Heat-dissipating body thermally connected to heat generating element via thermal paths through printed circuit board [PCB]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H01L2023/4037—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws characterised by thermal path or place of attachment of heatsink
    • H01L2023/405—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws characterised by thermal path or place of attachment of heatsink heatsink to package
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H01L2023/4037—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws characterised by thermal path or place of attachment of heatsink
    • H01L2023/4056—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws characterised by thermal path or place of attachment of heatsink heatsink to additional heatsink
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/40—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs
    • H01L23/4006—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws
    • H01L2023/4037—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws characterised by thermal path or place of attachment of heatsink
    • H01L2023/4062—Mountings or securing means for detachable cooling or heating arrangements ; fixed by friction, plugs or springs with bolts or screws characterised by thermal path or place of attachment of heatsink heatsink to or through board or cabinet
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate
    • H05K1/05—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate
    • H05K1/056—Insulated conductive substrates, e.g. insulated metal substrate the metal substrate being covered by an organic insulating layer
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09—Shape and layout
    • H05K2201/09145—Edge details
    • H05K2201/0919—Exposing inner circuit layers or metal planes at the side edge of the PCB or at the walls of large holes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00—Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10—Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10613—Details of electrical connections of non-printed components, e.g. special leads
    • H05K2201/10621—Components characterised by their electrical contacts
    • H05K2201/10689—Leaded Integrated Circuit [IC] package, e.g. dual-in-line [DIL]
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0058—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates
    • H05K3/0061—Laminating printed circuit boards onto other substrates, e.g. metallic substrates onto a metallic substrate, e.g. a heat sink

Description

Die Erfindung betrifft eine Elektronik-Baugruppe mit Metallgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to an electronic assembly with a metal housing according to the preamble of the claim.

Der Stand der Technik ergibt sich aus folgenden Veröffentlichungen:The state of the art results from the following Publications:

  • (1) DE OS 37 03 088,(1) DE OS 37 03 088,
  • (2) DE OS 37 35 985,(2) DE OS 37 35 985,
  • (3) DE OS 37 08 000,(3) DE OS 37 08 000,
  • (4) DE OS 38 29 117,(4) DE OS 38 29 117,
  • (5) R. Strauss, SMD Oberflächenmontierte Bauteile, VTT-Verlag für technische Texte, Bonn, S. 18 . . . 23,(5) R. Strauss, SMD Surface Mounted Components, VTT-Verlag für technical texts, Bonn, p. 18. . . 23,
  • (6) Zeitschrift "Elektronik" 1988, H. 23, S. 64 . . . 70,(6) Magazine "Elektronik" 1988, H. 23, p. 64. . . 70,
  • (7) Das SMD-Buch, Surface Mounted Devices, 2. Auflage, 1985, Herausgeber: ELKOSE GmbH, 7141 Möglingen, S. 7 . . . 9.(7) The SMD book, Surface Mounted Devices, 2nd edition, 1985, Publisher: ELKOSE GmbH, 7141 Möglingen, p. 7. . . 9.
  • (8) CH 608 313,(8) CH 608 313,
  • (9) DE 27 52 655 C2,(9) DE 27 52 655 C2,
  • (10) DE 89 08 678 U1,(10) DE 89 08 678 U1,
  • (11) DE 86 00 928 U1.(11) DE 86 00 928 U1.

Eine solche Elektronik-Baugruppe ist aus (1) bekannt. Im Metallgehäuse befindet sich eine Leiterplatte, die mit Halbleiterbauelementen bestückt ist. Halbleiterbauelemente mit hoher Verlustleistung sind zwecks guter Kühlung am Rand der Leiterplatte angeordnet und werden durch Federn an eine Seitenwand des Metallgehäuses angedrückt. So wird der größte Teil der in den Halbleiterbauelementen entstehende Wärme an das Metallgehäuse und von da an die das Metallgehäuse umgebende Luft abgegeben. Die im Metallgehäuse eingeschlossene Luft wird nur wenig erwärmt, da sie zur Wärmeableitung nur wenig beiträgt. Such an electronic assembly is known from ( 1 ). There is a circuit board in the metal housing, which is equipped with semiconductor components. Semiconductor components with high power dissipation are arranged on the edge of the circuit board for good cooling and are pressed against a side wall of the metal housing by springs. Most of the heat generated in the semiconductor components is released to the metal housing and from there to the air surrounding the metal housing. The air enclosed in the metal housing is only slightly warmed because it contributes little to the heat dissipation.

Nachteilig ist, daß nur der Rand der Leiterplatte für die Halbleiterbauelemente mit hoher Verlustleistung zur Verfügung steht, wodurch ihre Anzahl begrenzt ist. Das Erfordernis der Montage am Rand erschwert außerdem das Layout der Leiterbahnführung auf der Leiterplatte. Das Erfordernis der Wärmeableitung an eine Seitenwand läßt nur die Verwendung von Halbleiterbauelementen zu, die zum aufrecht stehenden Einbau ausgebildet sind und nur wenige Anschlußfahnen aufweisen.The disadvantage is that only the edge of the circuit board for the Semiconductor components with high power dissipation are available stands, which limits their number. The requirement of Mounting on the edge also complicates the layout of the Conductor routing on the circuit board. The requirement of Heat dissipation to a side wall only allows the use of Semiconductor components for upright installation are trained and have only a few lugs.

Moderne Halbleiterbauelemente, wie zum Beispiel solche in SOIC- (Small Outline Integrated Circuit), Flat-Pack- und PLCC­ (Plastic-Leaded-Chip-Carrier-)Gehäusen weisen sehr viele Anschlußfahnen auf und sind deshalb zum flach auf der Leiterplatte liegenden Einbau ausgebildet. Zum Zwecke der Kühlung ist ein solches Bauelement so ausgebildet, daß die in ihm entstehende Wärme vorwiegend über seine der Leiterplatte abgewandten Flächen abgegeben wird. Einzelheiten der oben genannten und weiterer Gehäuse finden sich in (5).Modern semiconductor components, such as those in SOIC (Small Outline Integrated Circuit), Flat Pack and PLCC (Plastic-Leaded-Chip-Carrier) packages, have a large number of connection lugs and are therefore designed for installation flat on the circuit board . For the purpose of cooling, such a component is designed such that the heat generated in it is emitted predominantly via its surfaces facing away from the printed circuit board. Details of the above and other housings can be found in ( 5 ).

Auch bei einem solchen Halbleiterbauelement kann eine so hohe Verlustleistung auftreten, daß bei seinem Einbau auf einer in einem geschlossenen Gehäuse untergebrachten Leiterplatte die Kühlung allein durch die im Gehäuse eingeschlossene und das betreffende Halbleiterbauelement unmittelbar umgebende Luft nicht ausreicht oder daß dabei im Gehäuse eine zu hohe Temperatur auftritt.Such a high semiconductor component can also be used Power loss occur that when installed on an in the PCB housed in a closed housing Cooling only through the enclosed in the housing and that relevant semiconductor device directly surrounding air not sufficient or that the housing is too high Temperature occurs.

Der Erfindung liegt folgende Aufgabe zugrunde: Es soll eine Elektronik-Baugruppe der obigen Art angegeben werden, bei der die Halbleiterbauelemente flach an beliebiger Stelle auf der Leiterplatte liegend eingebaut sind und ohne nennenswerte Erwärmung der im Gehäuse eingeschlossenen Luft gut gekühlt sind. The invention is based on the following object: Electronics assembly of the above type can be specified in the the semiconductor components flat anywhere on the PCB are installed horizontally and without any noteworthy Heating of the air enclosed in the housing is well cooled are.  

Diese Aufgabe wird durch die Lehre gemäß dem Patentanspruch gelöst.This task is accomplished through the teaching according to the patent claim solved.

In der aus (2) bekannten Anordnung geschieht die Wärmeableitung von einem Halbleiterbauelement ebenfalls ohne nennenswerte Erwärmung der das Halbleiterelement umgebenden Luft. Außerdem können die Halbleiterbauelemente flachliegend an jeder Stelle der Leiterplatte eingebaut sein. Jedoch ist für jedes Halbleiterbauelement ein wärmeleitender Modul erforderlich. Nachteilig ist, daß eine Kühlwirkung erst nach völligem Zusammenbau der Elektronik-Baugruppe möglich ist. Damit ist z. B. ein Testbetrieb vor dem völligen Zusammenbau nicht möglich.In the arrangement known from ( 2 ), the heat dissipation from a semiconductor component also takes place without significant heating of the air surrounding the semiconductor element. In addition, the semiconductor components can be installed lying flat at any point on the circuit board. However, a heat-conducting module is required for each semiconductor component. The disadvantage is that a cooling effect is only possible after the electronic assembly has been completely assembled. So that z. B. a test operation before complete assembly is not possible.

Aus (3) sind Leiterplatten mit Metallkern an sich bekannt.Printed circuit boards with a metal core are known per se from ( 3 ).

Aus (4) ist es an sich bekannt, ein Halbleiterbauelement in unmittelbarem Wärmekontakt mit dem Metallkern einer Leiterplatte zu montieren. Nachteilig ist, daß der Metallkern genau passend zur beabsichtigten Bestückung vorgeprägt sein muß.From ( 4 ) it is known per se to mount a semiconductor component in direct thermal contact with the metal core of a printed circuit board. The disadvantage is that the metal core must be pre-embossed to match the intended assembly.

Aus (8) ist eine Elektronik-Baugruppe mit einer konventionellen Leiterplatte, also mit einer solchen ohne Metallkern, bekannt. Diese Leiterplatte weist einen Durchbruch auf, in den in Halbleiterbauelement in Wärmekontakt über eine Wärmeleitpaste mit einem Metallteil montiert ist.An electronic assembly with a conventional printed circuit board, that is to say with one without a metal core, is known from ( 8 ). This printed circuit board has an opening, in which is mounted in a semiconductor component in thermal contact via a thermal paste with a metal part.

Aus (9) ist eine Elektronik-Baugruppe bekannt, die eine mit einem Kühlblech verklebte Trägerfolie aufweist. Die Trägerfolie weist einen Durchbruch auf, in dem ein Halbleiterbauelement mit dem Kühlblech verklebt ist. An electronics module is known from ( 9 ), which has a carrier film glued to a cooling plate. The carrier film has an opening in which a semiconductor component is glued to the heat sink.

Aus (10) ist es bekannt, ein Halbleiterbauelement mit einem wärmeleitenden Kleber zu befestigen.From ( 10 ) it is known to attach a semiconductor component with a heat-conducting adhesive.

Aus (11) sind Leiterplatten bekannt, die aus einer Metallplatte bestehen, auf die beidseitig Kunststoffplatten aufgespritzt sind. Auf den Kunststoffplatten befinden sich Leitungszüge.Printed circuit boards are known from ( 11 ), which consist of a metal plate onto which plastic plates are sprayed on both sides. There are cable runs on the plastic plates.

Durch ein beidseitig von Kunststoff freigehaltenes Stück der Metallplatte wird ein Kühlblech gebildet.By a plastic on both sides free piece of the metal plate a heat sink is formed.

Die Erfindung wird anhand eines in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. In der Fig. 1 ist ein Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Elektronikbaugruppe dargestellt. In der Fig. 2 ist ein zum Einbau in eine erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe vorbereitetes Halbleiterbauelement dargestellt.The invention is described with reference to an embodiment shown in FIGS. 1 and 2. In Fig. 1 a section is shown of the inventive electronic assembly. In FIG. 2 a prepared for incorporation in an inventive electronic assembly semiconductor device is shown.

Es wird zunächst die Fig. 1 beschrieben. In ihr bedeuten: Figs. 1 will be described first. In it mean:

MG ein Metallgehäuse,
Ab ein Absatz,
Bd ein Boden,
LP eine Leiterplatte,
IS₁ eine erste Isolierschicht,
IS₂ eine zweite Isolierschicht,
MK ein Metallkern,
IC ein Halbleiterbauelement,
AF Anschlußfahnen,
De ein Deckel,
KR Kühlrippen,
S eine Schraube,
LB Leiterbahnen,
WA die wärmeabgebende Seite des Halbleiterbauelementes.MG a metal case,
From one paragraph,
Bd a floor
LP a circuit board,
IS₁ a first insulating layer,
IS₂ a second insulating layer,
MK a metal core,
IC a semiconductor device,
AF connecting lugs,
De a lid
KR cooling fins,
S a screw,
LB conductor tracks,
WA the heat-emitting side of the semiconductor component.

Die Leiterplatte LP weist einen Metallkern MK, eine erste Isolierschicht IS1 und eine zweite Isolierschicht IS2 auf. Die Leiterplatte LP ist im Metallgehäuse MG eingebaut, wobei der Metallkern gut wärmeleitend mit dem Metallgehäuse verbunden ist. Als Beispiel für die Ausbildung einer solchen gut wärmeleitenden Verbindung ist hier eine Schraubverbindung dargestellt. Sie umfaßt die Schraube S und weitere nicht bezeichnete Schrauben. Mit diesen Schrauben ist die Leiterplatte am Absatz Ab und damit auch am Metallgehäuse befestigt, wobei an der Auflagefläche der Leiterplatte auf den Absatz die betr. Isolierschicht fehlt. So wird bewirkt, daß der Metallkern unmittelbar oder über Wärmeleitpaste gut wärmeleitend mit dem metallischen Absatz Ab in Verbindung steht. Auch unter den Köpfen der betr. Schrauben fehlt die betr. Isolierschicht. So wird erreicht, daß der durch das Anziehen der Schrauben erreichte und für eine gute Wärmeleitung erforderliche hohe Anpreßdruck auf die Dauer erhalten bleibt und nicht durch ein evt. Fließen der Isolierschicht nachläßt. Außerdem tragen so die Schrauben auch noch zur Wärmeleitung bei.The printed circuit board LP has a metal core MK, a first insulating layer IS 1 and a second insulating layer IS 2 . The printed circuit board LP is installed in the metal housing MG, the metal core being connected to the metal housing with good thermal conductivity. A screw connection is shown here as an example for the formation of such a good heat-conducting connection. It includes the screw S and other screws not shown. With these screws, the circuit board is attached to the heel Ab and thus also to the metal housing, whereby the relevant insulating layer is missing on the contact surface of the circuit board on the heel. This has the effect that the metal core is in direct contact with the metallic shoulder Ab either directly or via thermal paste. The insulation layer is also missing under the heads of the screws. It is thus achieved that the high contact pressure achieved by tightening the screws and required for good heat conduction is maintained in the long run and does not diminish as a result of the insulating layer possibly flowing. In addition, the screws also contribute to heat conduction.

Auf der Leiterplatte LP sind Halbleiterbauelemente montiert. Als Beispiel ist hier eines in der Form eines SOIC-Gehäuses dargestellt. Es ist mit seiner wärmeabgebenden Seite WA unter Verwendung eines wärmeleitenden Klebers oder einer Wärmeleitpaste am Metallkern MK befestigt. Dazu ist an der betreffenden Stelle die Leiterplatte LP frei von der jeweiligen Isolierschicht. Hier ist es die erste Isolierschicht IS1. D.h., das Halbleiterbauelement IC befindet sich mit seiner wärmeabgebenden Seite WA nur über einen wärmeleitenden Kleber oder über eine Wärmeleitpaste in Wärmekontakt mit dem Metallkern MK. So wird die in Halbleiterbauelement IC entstehende Wärme über den Metallkern MK an das Metallgehäuse MG abgeleitet und von dort an die Umgebung abgegeben. Dazu sind die Kühlrippen KR vorgesehen.Semiconductor components are mounted on the printed circuit board LP. An example in the form of a SOIC package is shown here. It is attached to the metal core MK with its heat-emitting side WA using a heat-conducting adhesive or a heat-conducting paste. For this purpose, the circuit board LP is free of the respective insulating layer at the relevant point. Here it is the first insulation layer IS 1 . That is, the semiconductor component IC with its heat-emitting side WA is in thermal contact with the metal core MK only via a heat-conducting adhesive or via a heat-conducting paste. The heat generated in the semiconductor component IC is dissipated via the metal core MK to the metal housing MG and from there to the environment. The cooling fins KR are provided for this purpose.

Anhand der Fig. 2 werden Einzelheiten des verwendeten Halbleiterbauelementes beschrieben. Es handelt sich um eines mit Möwenschwingen- (Gull-Wing-) Anschlußfahnen. Dieser Begriff wird in (6), S. 70, linke Spalte erläutert. Gestrichelt ist die für die herkömmliche Einbaulage vorgesehene Form der Anschlußfahnen eingezeichnet. Bei der herkömmlichen Einbaulage ist die Unterseite US der Leiterplatte zugewandt. Die Anschlußfahnen ragen mit dem Maß d1 über die Unterseite US hervor, so daß sich beim herkömmlichen Einbau ein Spalt zwischen der Unterseite und der Leiterplatte ergibt. Es ist aus (7), Seite 9, linke Spalte, bekannt, diesen Spalt zwecks Wärmeableitung über eine aus Keramik bestehende Leiterplatte mit Wärmeleitpaste auszufüllen.Details of the semiconductor component used are described with reference to FIG. 2. It is one with gull wing connecting flags. This term is explained in ( 6 ), p. 70, left column. The shape of the connecting lugs intended for the conventional installation position is shown in dashed lines. In the conventional installation position, the underside US faces the circuit board. The connecting lugs protrude with the dimension d 1 over the underside US, so that there is a gap between the underside and the circuit board in conventional installation. It is known from ( 7 ), page 9, left column, to fill this gap with heat-conducting paste for the purpose of heat dissipation via a circuit board made of ceramic.

Das hier dargestellte Halbleiterbauelement ist so ausgebildet, daß die in ihm entstehende Wärme beim herkömmlichen Einbau zum größten Teil über die der Leiterplatte abgewandten Seite abgegeben wird, d. h., die der Unterseite US gegenüberliegende Seite ist die wärmeabgebende Seite WA.The semiconductor component shown here is designed that the heat generated in it during conventional installation for mostly on the side facing away from the circuit board is delivered, d. that is, the bottom opposite US Side is the heat emitting side WA.

Zum Einbau des Halbleiterbauelementes in die erfindungsgemäße Elektronikbaugruppe sind die Anschlußfahnen AF in Richtung der wärmeabgebenden Seite WA gebogen, jedoch so, daß sie um das Maß d2 hinter der Ebene der wärmeabgebenden Seite zurückstehen. Das Maß d2 ist so unter Berücksichtigung der Dicke der ersten Isolierschicht IS1 und der Dicke der Leiterbahnen gewählt, daß beim Einbau in die Elektronikbaugruppe einerseits die wärmeabgebende Seite WA auf dem Metallkern Mk aufliegt und andererseits die Anschlußfahnen AF auf den Leiterbahnen LB aufliegen.To install the semiconductor component in the electronic assembly according to the invention, the connection lugs AF are bent in the direction of the heat-emitting side WA, but in such a way that they stand back by the dimension d 2 behind the plane of the heat-emitting side. The dimension d 2 is chosen taking into account the thickness of the first insulating layer IS 1 and the thickness of the conductor tracks, that on installation, on the one hand, the heat-emitting side WA rests on the metal core Mk and, on the other hand, the connection tabs AF rest on the conductor tracks LB when installed in the electronic assembly.

Eine Möglichkeit zur Herstellung der Leiterplatte besteht darin, daß man von einem beiderseitig ganz mit Isolierschichten beschichteten Basismaterial ausgeht und an den zur erfindungsgemäßen Bestückung vorgesehenen Stellen die erste Isolierschicht durch Fräsen entfernt. Dieses partielle Wegfräsen der ersten Isolierschicht läßt sich mit nur wenig Aufwand vornehmen, denn bei der Herstellung solcher Leiterplatten ist üblicherweise eine Umrißbearbeitung auf einer numerisch gesteuerten Fräsmaschine notwendig. Diese Fräsmaschine läßt sich so programmieren, daß sie auch noch die erste Isolierschicht partiell wegfräst.There is a possibility of manufacturing the circuit board in the fact that one of the two sides entirely supports Insulating layers coated base material goes out and on the places provided for assembly according to the invention first insulating layer removed by milling. This partial The first insulating layer can be milled away with very little Make effort, because in the production of such  Printed circuit boards are usually based on outline machining a numerically controlled milling machine. This Milling machine can be programmed so that it also the partially milled away the first insulating layer.

Die erfindungsgemäße Elektronik-Baugruppe eignet sich außer für terrestrische Anwendung auch für Raumfahrtanwendung, z. B. in einem Nachrichtensatellit. Das Fehlen jeglicher Atmosphäre wirkt sich wegen der Wärmeableitung über den Metallkern nicht nachteilig aus. Es genügt, wenn die Kühlrippen für eine Wärmeabgabe allein durch Strahlung ausgebildet sind, oder auf andere Weise für ausreichende Wärmeabgabe gesorgt ist.The electronics module according to the invention is also suitable for terrestrial use also for space applications, e.g. B. in a news satellite. The absence of any atmosphere has no effect due to the heat dissipation via the metal core disadvantageous. It is sufficient if the cooling fins for one Heat emission are formed solely by radiation, or on sufficient heat is provided in another way.

Die aus (1) bekannte Elektronik-Baugruppe setzt ebenfalls nicht das Vorhandensein einer Atmosphäre voraus, jedoch trägt die Masse der zusätzlich erforderlichen wärmeleitenden Module in unerwünschter Weise zur Gesamtmasse der Elektronik- Baugruppe bei. Diese bekannte Elektronik-Baugruppe ist deshalb für Raumfahrt-Anwendung wenig geeignet.The electronics module known from ( 1 ) likewise does not require the presence of an atmosphere, but the mass of the additionally required heat-conducting modules undesirably contributes to the overall mass of the electronics module. This known electronics module is therefore not very suitable for space applications.

Claims (2)

Elektronik-Baugruppe mit Metallgehäuse mit folgenden Merkmalen:
  • a) Im Metallgehäuse (MG) ist eine Leiterplatte (LP) eingebaut, die mit Halbleiterbauelementen (IC) bestückt ist.
  • b) Die Leiterplatte (LP) weist einen Metallkern (MK) sowie eine erste Isolierschicht (IS₁) und eine zweite Isolierschicht (IS₂) auf.
  • c) Mindestens ein Halbleiterbauelement (IC) steht in Wärmekontakt mit dem Metallgehäuse (MG).
  • d) Der Wärmekontakt ist folgendermaßen ausgebildet:
    • d1) An der zur Bestückung mit dem Halbleiterbauelement vorgesehenen Stelle ist die jeweilige Isolierschicht (IS₁) entfernt und das Halbleiterbauelement (IC) befindet sich mit seiner wärmeabgehenden Seite (WA) nur über einen wärmeleitenden Kleber oder über eine Wärmeleitpaste in Wärmekontakt mit dem Metallkern (MK).
    • d2) Das Metallgehäuse (MG) und der Metallkern (MK) sind gut wärmeleitend miteinander verbunden.
Electronics module with metal housing with the following features:
  • a) A circuit board (LP) is installed in the metal housing (MG), which is equipped with semiconductor components (IC).
  • b) The circuit board (LP) has a metal core (MK) and a first insulating layer (IS₁) and a second insulating layer (IS₂).
  • c) At least one semiconductor component (IC) is in thermal contact with the metal housing (MG).
  • d) The thermal contact is designed as follows:
    • d1) At the location provided for the assembly of the semiconductor component, the respective insulating layer (IS 1) is removed and the semiconductor component (IC) with its heat-emitting side (WA) is only in thermal contact with the metal core (MK.) using a heat-conducting adhesive or a thermal paste ).
    • d2) The metal housing (MG) and the metal core (MK) are connected to each other with good thermal conductivity.
Der einleitende Satz sowie die Merkmale a) und c) bilden den Oberbegriff. Die Merkmale b), d), d1) und d2) bilden den kennzeichnenden Teil.The introductory sentence and features a) and c) form the Generic term. The features b), d), d1) and d2) form the characteristic part.
DE19914118398 1991-06-05 1991-06-05 Electronics assembly with metal housing Revoked DE4118398C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914118398 DE4118398C2 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Electronics assembly with metal housing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19914118398 DE4118398C2 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Electronics assembly with metal housing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4118398A1 DE4118398A1 (en) 1992-12-10
DE4118398C2 true DE4118398C2 (en) 1994-07-21

Family

ID=6433212

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19914118398 Revoked DE4118398C2 (en) 1991-06-05 1991-06-05 Electronics assembly with metal housing

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE4118398C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19852355A1 (en) * 1998-11-13 1999-12-16 Bosch Gmbh Robert Circuit, e.g. for controller, especially motor vehicle engine controller
DE19857840A1 (en) * 1998-12-15 2000-07-06 Mannesmann Vdo Ag Electronic device
DE10217214A1 (en) * 2002-04-18 2003-11-27 Hella Kg Hueck & Co Circuit arrangement comprises a circuit carrier with a heat-producing electronic component, and a cooling device connected to the circuit carrier in a heat-conducting manner

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4240755A1 (en) * 1992-12-03 1994-06-16 Siemens Ag Electronic control device for motor vehicle engine or ABS system - has cooling plate with PCBs fixed on both sides and with housing fixing section which extends out of housing
DE4416460C2 (en) * 1994-05-10 1996-04-11 Hella Kg Hueck & Co Circuit arrangement, in particular for fan control for motor vehicles
DE102005063281A1 (en) * 2005-12-30 2007-07-05 Robert Bosch Gmbh Integrated electronic component, has printed circuit board, and electronic power components that are arranged on board, where board has inner layer, which is made of heat conducting material e.g. solid copper
DE102010016288B4 (en) * 2010-04-01 2011-12-15 Jena-Optronik Gmbh Electronic assembly and spacecraft with it
DE102011090002A1 (en) * 2011-12-28 2013-02-07 Continental Automotive Gmbh Printed circuit board of printed circuit board assembly used in automotive industry, has patterned metallization layer set facing away from cover layer, and metal core structure consisting of conductor track partially exposed by recess
DE102012216257A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 Robert Bosch Gmbh Printed circuit board of printed circuit board arrangement used in control device of motor car, has heat conductive layers whose end portions are heat-conductively connected with heat sinks

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT348018B (en) * 1975-04-16 1979-01-25 Siemens Ag Oesterreich CARRIER PLATE
DE2752655A1 (en) * 1977-09-23 1979-06-07 Blaupunkt Werke Gmbh Electronic-component assembly for automated mass-production - has component in hole in support foil closed on one side by metal-plane heat sink
DE8600928U1 (en) * 1986-01-16 1987-06-11 Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg, De
GB8625472D0 (en) * 1986-10-24 1986-11-26 Bicc Plc Circuit board installation
DE3703088C2 (en) * 1987-02-03 1995-10-19 Vdo Schindling Housing for receiving at least one circuit board
DE3708000A1 (en) * 1987-03-12 1988-09-22 Isola Werke Ag METHOD FOR PRODUCING ELECTRIC CIRCUITS CONTAINING METAL CORES AND BASE MATERIAL THEREFOR
DE3829117A1 (en) * 1988-08-27 1990-03-08 Standard Elektrik Lorenz Ag Metal core printed circuit board
DE8908678U1 (en) * 1989-07-17 1990-11-15 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen, De

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19852355A1 (en) * 1998-11-13 1999-12-16 Bosch Gmbh Robert Circuit, e.g. for controller, especially motor vehicle engine controller
DE19857840A1 (en) * 1998-12-15 2000-07-06 Mannesmann Vdo Ag Electronic device
DE19857840C2 (en) * 1998-12-15 2003-10-02 Siemens Ag Electronic device
DE10217214A1 (en) * 2002-04-18 2003-11-27 Hella Kg Hueck & Co Circuit arrangement comprises a circuit carrier with a heat-producing electronic component, and a cooling device connected to the circuit carrier in a heat-conducting manner
DE10217214B4 (en) * 2002-04-18 2004-03-11 Hella Kg Hueck & Co. Cooling arrangement for a circuit arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
DE4118398A1 (en) 1992-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60007872T2 (en) MANUFACTURING METHOD OF AN ELECTRONIC PCB MODULE WITH HEAT EXTRACTION USING A CONVECTION-COOLED PCB
DE69828871T2 (en) COOLING BODY ASSEMBLY ASSEMBLY FOR SURFACE MOUNTED ELECTRONIC PACKS
EP1648744B1 (en) Electronic unit and method for manufacturing an electronic unit
DE102005002812B4 (en) Heatsink for Surface Mounted Semiconductor Devices and Assembly Processes
DE112015003987B4 (en) Circuit assembly, electrical distributor and manufacturing method for a circuit assembly
DE102006008807B4 (en) Arrangement with a power semiconductor module and a cooling component
DE4232048C2 (en) Electronic control unit
DE102011120202A1 (en) Electric control unit
DE4422113C2 (en) electronic module
DE112015005727T5 (en) Circuit arrangement and electrical distributor
DE4218112B4 (en) Electrical apparatus, in particular switching and control apparatus for motor vehicles
DE19640435A1 (en) Power dissipation device for semiconductor component, e.g. SMD or PCB
DE112016004646B4 (en) ELECTRICAL DISTRIBUTION BOX
DE4332115B4 (en) Arrangement for cooling at least one heat sink printed circuit board
DE4118398C2 (en) Electronics assembly with metal housing
EP0881866B1 (en) Control device
DE102007049035B4 (en) Chip cooling device with wedge element
CH675033A5 (en)
DE60315469T2 (en) Heat dissipating insert, circuit with such an insert and method of manufacture
DE102008015785B4 (en) Electronic substrate mounting structure
DE1930067U (en) UNIT COMPONENT WITH ARRANGEMENT OF ELECTRONIC SWITCH ELEMENTS
DE4132994A1 (en) DEVICE ASSEMBLY OF AN ELECTROTECHNICAL DEVICE
DE4118397A1 (en) Metal-cored circuit board carrying integrated circuit chip e.g. for satellite - cools by conduction into core from underside of chip mounted in hole through insulating layer
DE4009445A1 (en) Heat sink system for circuit boards - has profiled heat sink plate position on top of circuit board components
EP0652694B1 (en) Control apparatus for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: ROBERT BOSCH GMBH, 70469 STUTTGART, DE

8331 Complete revocation