JPH0779053A - 電気装置 - Google Patents

電気装置

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JPH0779053A
JPH0779053A JP6181595A JP18159594A JPH0779053A JP H0779053 A JPH0779053 A JP H0779053A JP 6181595 A JP6181595 A JP 6181595A JP 18159594 A JP18159594 A JP 18159594A JP H0779053 A JPH0779053 A JP H0779053A
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conductor sheet
layer
power element
thermally conductive
conductor
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Wiesa Thomas
ヴィーザ トーマス
Ralph Schimitzek
シミツェク ラルフ
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 電子回路を担持する導体シート１３を備え、
該導体シートの下面１４は熱伝導性の支持板１０上に被
着されておりかつ上面１６には少なくとも１つのパワー
素子１８がＳＭＤ実装技術で担持されている、電気装置
において、熱放出特性が改善されるようにする。 【構成】 パワー素子の下側の導体シート上面に、はん
だ付け可能な辺縁層２３が形成され、該層の外寸Ｌ，Ｂ
はパワー素子の外寸にほぼ相応しており辺縁層は、導体
シート内に大面積の空所２２を形成し、該空所には、熱
伝導性の材料２５が充填されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子回路を担持する導
体シートを備え、該導体シートの下面は熱伝導性の支持
板上に被着されておりかつ前記導体シートの上面には少
なくとも１つの発熱性のパワー素子がＳＭＤ実装技術で
担持されている、電気装置、例えば車両用の切換装置ま
たは制御装置から出発している。
【０００２】
【従来の技術】この形式の電気装置は例えば、***国特
許第４０２３３１９号明細書から公知である。この電気
装置は電子回路を含んでおり、該電子回路の基本素子
は、導体シートとして形成されている、導体路ないし回
路ストラクチャを有するプリント配線板である。この導
体シートに、多数のディスクレート素子が接続されてお
り、そのうち１つまたは複数は回路ないし電気装置の作
動期間中に発熱する所謂パワー素子として形成されてい
る。導体シートは、一方において導体シートを機械的に
安定化しかつ他方においてパワー素子から放出される熱
を熱放出するために用いられる支持板上に被着されてい
る。この支持板は、良熱伝導性の材料、例えばアルミニ
ウムまたは類似のものから製造されている。ＳＭＤ実装
技術（ＳＭＤ＝Surface-Mounted-Device）におけるパワ
ー素子は、この形式の電気装置において、支持板とは反
対側の、導電シートの上面に装着されなければならな
い。したがってパワー素子から熱伝導性の支持板への熱
移動は、導体シートを介して行わなければならない。し
かしその際に従来の導体シートは熱アイソレーションに
不都合に作用する。その理由は、導体シートの熱伝導率
は（金属の）支持板の熱伝導率より著しく低いからであ
る。ＳＭＤパワー素子から熱伝導性の支持板への熱放出
を改善するために、装着されているパワー素子の下方の
導体シートに貫通接触接続部（スルーホール）を設ける
ことも公知である。この形式の貫通接触接続部は通例、
僅かな直径の、導体シートを貫通する孔から成ってお
り、これらの孔は、導体シートの上面ないし下面におい
て実質的に円形の熱伝導性の層（例えばはんだ層）によ
って取り囲まれており、その際これらの層は上側および
下側において相互に熱伝導接続されている。その際従来
の貫通接触接続部の孔の直径は大抵、１mm以下である。
この貫通接触接続部の幾何学形状に基づいて、個々のパ
ワー素子の下方に多数の貫通接触接続部を設けた場合で
すら、パワー素子から支持板への不十分な熱伝達しか生
じないことが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
に述べた形式の電気装置において、これらの欠点が回避
された電気装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、冒頭に述べた形式の電気装置から出発して、パワ
ー素子の下側の導体シートの上面に、はんだ付け可能な
辺縁層が形成されており、該辺縁層の外寸は、パワー素
子の外寸にほぼ相応しており、かつ辺縁層は、導体シー
ト内にコンティニアスな空所を形成し、該空所の、表面
に対して平行に延在する拡がり寸法は、辺縁層の相応の
拡がり寸法より大きくかつ空所には、熱伝導性の材料が
充填されているようにしたことによって解決される。
【０００５】
【作用】上記構成を有する本発明の電気装置、例えば車
両用の切換装置または制御装置は、僅かな製造コスト
で、パワー素子から熱伝導性の支持板への著しく改善さ
れた熱移動が可能であるという利点を有している。実装
された導体シートの本発明の構成によって、導体シート
による著しいアイソレーション作用が生じることなく、
パワー素子から支持板への殆ど妨げられない熱移動が可
能である。殊に従来の貫通接触接続形の導体シートに比
べて、パワー素子の領域において遥かに一層高い熱伝導
率が生じる。
【０００６】導体シートの下面に少なくとも部分的に熱
伝導性の層を備えるようにすれば、パワー素子から熱伝
導性の支持板への熱放出をさらに一層改善することがで
きる。
【０００７】導体シートの上面におけるはんだ付け可能
な辺縁層を下面における熱伝導性の層と接続すれば、導
体シートを介する熱移動をさらに一層改善することがで
きる。
【０００８】導体シートの空所における熱伝導性の材料
が、導体シートの実装の際ないしＳＭＤ素子の装着の際
に使用されるようなはんだペーストとすれば、特別有利
である。
【０００９】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
【００１０】図１において１０で、良熱伝導性の材料か
ら成る支持板が示されている。この支持板１０は例え
ば、アルミニウムのような金属材料から成っていること
ができる。支持板１０の上面１１に、アイソレーション
（隔離）層１２が被着されている。このアイソレーショ
ン層１２上には、それ自体公知の導体シート１３が被着
されている。この導体シートの下面１４は、熱伝導層１
５を備えている。この熱伝導層１５は、例えば薄い銅層
とすることができる。上面１６は、電子回路の個別構成
素子を相互に接続する図示されていない導体路を備えて
いる。これらの構成素子のうち図１には、ＳＭＤ実装技
術におけるパワー素子１８が示されている。この形式の
パワー素子１８は、作動期間中放出すべき熱を発生しか
つ本体１９と冷却面としても用いられるはんだ付け可能
な下方部分２０とから成っている。
【００１１】このＳＭＤパワー素子１８は、導体シート
１３の上面１６に、それ自体公知の、以下に詳しく説明
する方法で被着されておりかつ導体路に接続されてい
る。
【００１２】導体シート１３は、パワー素子１８によっ
て規定形成される面内に、コンティニヤスな空所２２を
有している。この空所の周囲寸法はそれぞれ、ＳＭＤパ
ワー素子１８の相応の寸法より小さい。この空所２２
は、導体シート１３の上面においてはんだ付け可能な辺
縁層２３によって取り囲まれている。この辺縁層の外寸
は、ＳＭＤパワー素子１８の下方部分２０の外寸にほぼ
相応する。パワー素子１８はここに図示の実施例では、
ほぼ矩形の底面を有するが、別様に成形された底面を有
することもできる。したがってこの実施例において、辺
縁層２３によって、パワー素子１８の下側の面が規定さ
れる。該面の長さＬおよび幅Ｂは、下方部分２０の長さ
および幅に相応する。はんだ付け可能な辺縁層２３は、
適当に、熱伝導性の層１５のような薄い銅層でありかつ
空所２２の縁に当接しているカラー状の層２４を介して
層１５に接続されている。空所２２には、適当にそれ自
体公知の、ＳＭＤ実装技術用はんだペーストである熱伝
導性の材料２５が充填されている。
【００１３】ＳＭＤパワー素子１８の下方部分２０は、
それが空所２２および辺縁層２３をカバーするように、
導体シートの上面１６に載着されている。その際接続部
材２６（接続ピン）は、導体シート上面１６上のはんだ
付け可能な接触面２７に載着されている。接着面は導体
路に接続されている。ＳＭＤパワー素子１８は、その下
方部分と辺縁層２３とのはんだ付けおよび接続部材２６
の接触面２７上へのはんだ付けによって電子回路の導体
シート１３等に機械的に連結されておりかつ導電接続さ
れている。導体シート１３へのＳＭＤ素子の実装は、そ
れ自体公知の方法で、辺縁層２３および接触面２７のは
んだ付けすべき部分がカバーされるように、はんだペー
ストを導体シートの上面１６に供給ことによって行われ
る。はんだペーストを備えている、導体シートのこの部
分に、１つまたは複数のパワー素子が載着されかつはん
だ付け工程（例えばリフローはんだ付け）によって導体
シート１３と接続される。
【００１４】空所２２内の熱伝導性の材料２５は、適当
に同様に、導体シートの実装のために使用されるような
はんだペーストであるので、空所２２は、実装工程中の
このはんだペーストの供給の際に充填することができ
る。その場合このはんだ付け工程において、この熱伝導
性の材料（はんだペースト）も空所２２内に溶融され、
その結果パワー素子１８の下方部分２０と熱伝導性の支
持板１０との間の確固たる、熱伝導的結合が実現され
る。
【００１５】ＳＭＤパワー素子１８のここに図示の実施
例では、下方部分２０は約１６mmの長さおよび１２mmの
幅の基底面を有している。辺縁層２３の外寸（Ｌ，Ｂ）
は相応の大きさである。リング状の辺縁層２３の幅ｂ
は、ここでは約２mmであり、その結果空所２２の寸法
は、長さ（ＬA）が約１２mmでありかつ幅（ＢA）は８mm
である。したがって空所２２の長さ（ＬA）もしくは幅
（ＬB）は、辺縁層２３の相応の拡がり（幅）ｂより著
しく大きい。したがってここに図示の実施例において、
熱伝導性の材料２５が充填されている面は、下方部分２
０の面全体の５０％でありかつ辺縁層２３によって形成
される空間全体を占めている。ＳＭＤパワー素子１８な
いしその下方部分２０および辺縁層２３ないし空所２２
の寸法はここでは、例として示されているにすぎない。
【００１６】導体シート１３にパワー素子１８を実装す
る際に、辺縁層２３の外寸を、それぞれのパワー素子の
外寸に整合しかつ辺縁層の幅ｂを申し分ない固定に必要
である前提条件に近づけると有利である。このようにす
れば空所２２ないし熱伝導性の材料２５は、辺縁層２３
によって形成される空間全体を占めかつ相応の大きさの
面積を有する熱伝達面を形成することができる。
【００１７】空所２２は、導体シート１３の製造の際
に、簡単なスタンピング工程によって製造することがで
きる。
【００１８】導体シート１３ないし支持板１０のここに
図示の実施例とは異なって、支持板１０を非導電性の材
料から形成するとき、アイソレーション層１２を省略す
ることができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明の電気装置では、僅かな製造技術
コストで、パワー素子から熱伝導性の支持板への熱移動
が著しく改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一部分だけが図示されている実装された導体シ
ートの断面略図である。
【図２】実装されていない導体シートの平面図である。
【符号の説明】
１０ 支持板、 １３ 導体シート、 １８ パワー素
子、 ２２ 空所、２３ 辺縁層、 ２５ 熱伝導性の
材料、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラルフ シミツェク ドイツ連邦共和国 メックミュール ジュ ートシュトラーセ 30

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 電子回路を担持する導体シート（１３）
    を備え、該導体シートの下面（１４）は熱伝導性の支持
    板（１０）上に被着されておりかつ前記導体シートの上
    面（１６）には少なくとも１つの発熱性のパワー素子
    （１８）がＳＭＤ実装技術で担持されている、電気装置
    において、前記パワー素子（１８）の下側の前記導体シ
    ート（１３）の上面（１６）に、はんだ付け可能な辺縁
    層（２３）が形成されており、該辺縁層の外寸（Ｌ，
    Ｂ）は、前記パワー素子（１８）の外寸にほぼ相応して
    おり、かつ前記辺縁層（２３）は、前記導体シート（１
    ３）内にコンティニアスな（連続性の）空所（２２）を
    形成し、該空所の、表面に対して平行に延在する拡がり
    寸法（ＢA，ＬA）は、前記辺縁層（２３）の相応の拡が
    り寸法（ｂ）より大きくかつ前記空所（２２）には、熱
    伝導性の材料（２５）が充填されていることを特徴とす
    る電気装置。
  2. 【請求項２】 前記導体シート（１３）の下面（１４）
    は少なくとも部分的に熱伝導性の層（１５）を備えてい
    る請求項１記載の電気装置。
  3. 【請求項３】 前記熱伝導性の層（１５）および前記辺
    縁層（２３）は相互に導電接続されている請求項２記載
    の電気装置。
  4. 【請求項４】 前記熱伝導性の材料ははんだペーストで
    ある請求項１から３までのいずれか１項記載の電気装
    置。
JP6181595A 1993-08-06 1994-08-02 電気装置 Pending JPH0779053A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE4326506A DE4326506A1 (de) 1993-08-06 1993-08-06 Elektrisches Gerät, insbesondere Schalt- oder Steuergerät für Kraftfahrzeuge
DE4326506.5 1993-08-06

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JP (1) JPH0779053A (ja)
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