[發明專利]集成電子部件以及用于集成電子部件的冷卻裝置

有效

• 申請號: 200780001794.1
• 申請日: 2007-01-02
• 公開（公告）號: CN101361183A
• 公開（公告）日: 2009-02-04
• 發明（設計）人: T·韋薩;W·紐克特;A·里舍克;R·蘭格賈恩
• 申請（專利權）人: 羅伯特.博世有限公司
• 主分類號: H01L23/367
• 分類號: H01L23/367;H01L23/373;H05K1/02;H05K3/46
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 曹若

技術領域

本發明涉及一種集成電子部件以及一種用于集成電子部件的冷卻裝置。?

集成電子部件通常包括有至少一個印刷電路板、布置地印刷電路板上的功率電子元器件以及一個至少部分地包圍住印刷電路板的外殼。功率元器件的散熱是有問題的。正是由于緊湊的結構形式以及在外殼里較高的排列密度使散熱更困難。按照當前技術使集成電子部件，尤其是用于二維SMD安裝(“表面安裝器件”的安裝)的這樣的電子部件的功率元器件通過印刷電路板進入外殼里大多由金屬來散熱。熱流通過具有所謂熱通道的印刷電路板來改善。這是指小的孔或盲孔，它們可以借助于激光技術或機械地用一種微型鉆來產生并用于導熱。為了提高導熱性將通道鍍上銅。印刷電路板的一個底邊直接就在功率元器件之下耦合于外殼上，以便使熱量盡可能迅速地在外殼上導出。為了評價導熱情況使用所謂的熱阻抗，它在給定的損失功率時說明了在熱路徑的開始和終端之間的溫度差。熱阻抗以K/W來測量并相加地由路徑各分段的熱阻抗組成，熱流必須克服此熱阻抗。為了使得從印刷電路板至外殼的過渡熱阻抗最小化已知的方法是：將一種糊膏狀粘結劑狀或薄膜狀的導熱介質設置在印刷電路板和外殼之間。其不利之處在于：在印刷電路板底邊上不能放置什么元部件。此外上面所述的構造引起了：中間層被熱通道而中斷了。這引起了關于功率元器件的布線和設置方面的布局的附加不利限制。?

發明內容

在一種按照本發明的集成電子部件中一個印刷電路板具有至少一個由能導熱的材料組成的內夾層。大的優點是從功率結構支架至外殼可以有利地散熱，這些功率結構支架設于印刷電路板上。?

在一種優選的改進方案中內夾層由實心銅構成。印刷電路板特別優選地具有二個內夾層。作為銅內夾層的有利厚度建議層厚例如為105μm，210μm或400μm。內夾層可以優選地被結構化(蝕刻)。?

功率元器件可以與內夾層通過至少一個橫交垂直于印刷電路板設置的接觸孔熱連接，以便將由功率元器件所產生的熱量導出至內夾層里。作為優選的接觸孔可以設計成一種孔形狀的通孔敷鍍(Durchkontaktierung)。其設計成垂直于印刷電路板。在一種特別優選的設計方案中接觸孔設計成盲孔(μ-通道或微通道)，它優選用激光鉆出。通過一個標準印刷電路板的μ-通道例如具有熱阻抗大約為200k/w。根據要求的不同，相應數量的μ-通道平行地布置于印刷電路板里。大的優點在于：在印刷電路板下側上同樣也可以放置功率元器件。因此在外殼結構和布局之間實現一種有利的解耦，并且可以更有利地提高附帶可利用的印刷線路板面積。?

為了實現從內夾層至外殼的導熱優選設有一個夾緊邊緣，其中熱量經過內夾層的一個橫向通路被傳至夾緊邊緣。功率元器件在這種結構中更為有利地不再必須是直接布置在外殼和印刷電路板之間的一個連接面之上，這可以在布置部件時實現附加的自由設計。?

若印刷電路板在夾緊邊緣部位里具有至少一個橫交于電路板布置的接觸孔，那就可以實現特別有利的導熱。為使內夾層向外實現電絕緣優選規定了一種材料，它由填裝的有機基質組成，它具有更好的導熱性。尤其可以規定一種所謂預浸膠體(Prepreg)。這是指一種粘結薄膜，例如一種環氧樹脂浸漬的并且預聚合的玻璃-粘結薄膜用于構成多層電路板，它更為有利地具有至少為1W/mK的導熱能力。由于良好的流動特性所有的中間腔都被無空氣地裝填并且形成一種優選的層連接和預浸膠體層和內夾層的附著強度。通過這種優選的層狀結構保證了在有良好導熱性的情況下同時實現電絕緣。?

在一種用于集成電子部件的按照本發明的冷卻裝置里印刷電路板為了將熱量從功率元器件里導出至少具有一個由一種能導熱材料組成的內夾層，其中二個內夾層優選由實體銅構成。然而作為內夾層也可以用另外的能導熱材料，例如鋁芯。為了使功率元器件與內夾層至外殼實現熱耦合優選構造至少一個橫交于印刷電路板布置的接觸孔，例如以鉆孔形式或盲孔(μ-通道)形式的通孔敷鍍形式。后者的優點在于：在印刷電路板的底面上也可以放置功率元器件。為了將熱量從內夾層導出至外殼優選構造了一個夾緊邊緣。?

總之用按照本發明的部件或按照本發明的冷卻裝置在匹配的器具方案范圍內提供了一種更緊湊的結構方案，其中然而可以實現一種可比?的可靠的或甚至更好的散熱。尤其是采用所建議的方案可以在印刷電路板上有利地節省位置。按照本發明的解決方案除此之外還有如下優點：它是一種獨立的冷卻構思，這是因為夾緊邊緣規定了冷卻構思。所建議的解決方案尤其可以應用在所有馬達控制儀器中的印刷電路板技術中。?

附圖說明