電路板單元及其製造方法

2023-05-13 12:03:16

專利名稱：電路板單元及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種電路板單元及其製造方法，特別是一種用於移除電力 電子應用中的表面安裝器件所耗散的熱量的電路板單元。
背景技術：
越來越需要針對例如先前完全用機械或機電裝置實現的目標的電力 電子解決方案。不斷增加的人力和物力成本以及電子組件的體積和重量成 為創新解決方案的主要障礙。造成大部分成本的任務通常是將功率半導體 及其組件人工地安裝到用於排出耗散熱量的冷卻裝置上。組裝的可靠性目 前實踐上僅由這些人工工序的質量來決定，然而，為此所需要的質量保證 增加了所包括的成本。
這樣的電子組件的製造、測試、操作和維護必須在國際範圍內是成功 的。為此，必須使材料和製造最小化，而且必須保證修理和^tit並最終保 證環境相容的處理。製造需要顯著更可靠，以減少測試成本。而且，當可 以在昂貴的和便宜的產品中使用相同或類似的模塊時是有利的。
在工具機的構造方面已產生一個全新的挑戰，其中，電子器件箱現在要
求用需要直接安裝的^:來代替。由於機^it過膨脹和變形來對耗散熱量 ^^應，所以至少對於高精度機器來說，模塊的傳統空氣冷卻不再是可接 受的。
在放電加工(EDM)的情形下，情況尤其複雜，這是由於這些系統 還包括安裝耗散熱量為千瓦級的發生器模塊。
現有技術
很久以來，模塊就可用於驅動系統和相關領域。它們主要包括焊接到 特殊銅-陶資襯底並通過掩^引線接觸的單相到三相電橋電路或二極體、 IGBT或MOSFET晶片。向這樣的模塊提供水冷背板並將其與控制電子 器件一起封裝將是可行的。
此解決方案的缺點是模塊的集成度太小以致不能實現更複雜的電 路，並且，不能修理模塊中的部分失效。對質量而言關鍵的許多人工工序， 如施加導熱膠或難處理的緊固件工作在此解決方案中仍然存在。控制電子 器件所耗散的熱量亦可能是相當大的，此問題同樣未解決。
表面安裝器件(SMD)技術中的複雜電力電子模塊在汽車和驅動系 統的大批量製造中正得到不斷增加的應用，由此，SMD被自動安裝到單 面電路板上。電路板的底面與金屬背板^，以便移除熱耗散。在EP0 590 354 Bl中公開了一種這樣的解決方案，其作為現有技術在圖3中示出。 模塊通過背板連接到冷卻系統，該背板通常包括具有提高的熱導率的特殊 的薄電絕緣層，從而更好地冷卻功率元件。
雖然此類型的模塊是一種改進，但它們具有如下缺點它們仍然不能 在涉及升高的耗散的地方足夠冷卻；另一方面，它們在實踐上是不可修理 的，這是因為實心背M現為如此大的熱沉，以致在這樣的修理工作中很 難在不毀壞電路的情況下達到無鉛焊料的焊接溫度。為了4吏導熱絕緣層有 效，其以最小化的厚度製造，遺憾的是，這亦導致高寄生電容的缺點。
此解決方案的一個變種提供了與大約lmm到5mm的鋁或銅的芯接 合的兩個電路板，並且其亦可以在這兩個電路板之間設有絕緣的接觸部。 上面引述的主要缺點仍然存在，而除此以外，因為只能通過電路^板的邊緣 來移除熱量，所以接近電路板中夾的部件由於冷卻板的有限的橫向熱導率 而得到小很多的冷卻。
在EP 0 844 808 Bl中公開了 一種具有據說允許用當前普通的電路板 製造方法來製造的直接集成的冷卻通路的電路板，該歐洲專利中所引述的
非常類似的解決方案。
有趣的是，儘管這四個專利自20年前它們申請以來就有創新潛力， 然而它們都沒有在市場中得到任何明顯的認可。這必定是有原因的首先， 用所建議的方法難以實現將冷卻劑與電路板(其層壓M向於輕微吸溼) 的電子器件可靠地隔離，其次，所7>開解決方案的冷卻能力完全不能滿足 當前的功率應用。
當將控制電子器件與電力電子器件集成在單個模塊中時，電路板層壓 板的7jC吸收是特別有毀滅性的。鑑於當前普通的高時鐘頻率，具有相對介
電常數sR=80的水甚至導致小的寄生電容量擴大為具有災難性後果的缺
點。除此之外，水吸收提高了電導率，並因此提高了毀壞例如高阻抗模擬 電路和絕緣隔障的雜散電流。
電路板的非金屬部件上的發黴沉積物和金屬部件的腐蝕是水吸收的 進一步的負面後果。雖然在這些專利中提出了可替選的冷卻劑，但冷卻能 力則甚至進一步急劇降低並且可能產生環境相容性的問題。

發明內容
與現有技^M目比，本發明基於如下目的限定一種電路板單元及其制 造方法，其現在可以保證充分地移除SMD所耗散的熱量。優選地，電路 板單元的製造、質量保證、工作和後續處理預期更好地符合環境要求。
本發明利用獨立權利要求的主題解決了這個問題，在從屬權利要求中 描述了本發明的優選實施例。


現在將參考附圖詳細描述本發明的優選實施例，在附圖中 圖l和圖2是刻模(die-sinking)放電機的基本結構的示意圖3是EP0 5卯354 Bl中所公開的用於冷卻SMD的現有技術電路板 單元的圖4是US 4,718,163中所公開的用於冷卻SMD的現有技術電路板單 元的圖5是根據本發明的用於功率功能的電路板單元的第一實施例的橫 截面圖6是根據本發明的用於控制功能的電路板單元的第一實施例的橫
截面圖7是根據本發明的包括兩個電路板單元的電路板模塊的第一實施
例的橫截面圖8是根據本發明的包括兩個電路板單元的電路板模塊的第二實施
例的橫截面圖9是包括如圖7和圖8所示的電路板模塊的系統包(pack)的橫截
面圖IO是根據本發明的包括兩個電路板單元的電路板模塊的第三實施
例的橫截面圖11是用以圖示冷卻劑流的如圖7到圖10所示的電縛41模塊的橫截 面圖12是具有用以增強冷卻效率的迷宮結構的冷卻板的一半的透視
圖13是用於處理冷卻劑、壓縮空氣和排氣的構件的透視圖14是用於構造迷宮和封裝壁的模製品以及根據本發明的包括兩個
電路板單元的電路板模塊的第四實施例的橫截面圖。
具體實施例方式
一般而言，本發明可以被用於任何種類的電^/電子電路，然而，其 主要應用領^A機器和工廠工程，尤其是精密工具機。這就是為了更好地理 解本發明而現在將結合一個這樣的特殊應用(其中電路板單元直接安^fr
工具機中)和類似的電力電子應用(尤其《L放電加工(EDM)中的電力電 子應用，但這不應理解為局限於此)來描述帶有集成冷卻的電5^板單元的 原因。為此目的，首先描述這樣的EDM系統的1^構造。
如圖2中示意性示出的EDM系統的總體構造可劃分如下功率輸入 1、電子器件部分2、線纜組件3以及機器部分4。
電子器件部分2例如電子器件箱包含功率電壓模塊(AC)、 DC電壓 模塊(DC)、數字控制模塊(CNC)、 一個或多個驅動模塊(DRIVE )、 發生器模塊(GEN)以及機器控制器(CONTROL),由於電子器件部分 2的全部容量在體積和重量上可能是相當大的，並且總的耗散亦可能在 kW級，所以它通常離開機器4一定距離而定位。
線纜組件3的長度通常是2m到5m。第一線纜將驅動模塊(DRIVE) 連接到給機器4的軸驅動提供動力的電機，並傳導電機電流、任何制動所 需的電流、以及位置變送器的各種數字傳感器信號。這些線纜構成重要的 成本因素，如果不非常小心地設計，容易在工作中引起故障。
第二線纜將發生器模塊(GEN)連接到工件，並連接到機器4的電 極。此第二線纜的缺點是由於脈衝電流RMS而引起的線纜損耗(尤其 是線切割中的線纜損耗)可高達100W/m。除了浪費能量之外，這還可能導致機器結構的熱變形，並因此導致工件不精確。目前，解決此問題的唯 一方法是線纜的複雜的水冷卻。
另一個缺點是所用線纜(通常需要由八個並行同軸線纜構成，每個具
有大約2x5imi^的銅橫截面)的高現變。由於這些線纜附著到機器的移 動構件，它們的M還導致這些構件在微米級的彈性形變，因此，當然導 致對應的工件不精確。
最後，第三線纜用於將機器控制模塊(CONTROL)連接到機器4 上的許多功能，例如電磁閥、泵、輔助驅動、終點開關、溫度傳感器、安 全裝置等。此第三線纜同樣相當大地增加了成本，不僅因為它包括非常多 的不同導體，而且因為最終該機器的每個變種都需要特殊的線纜。當機器 4和電子器件箱2被分開運送給客戶時，產生了又一個缺點，這是由於線 纜組件3的大量連接增加了錯誤的風險。
圖1中示出了裝配有電路板模塊(在下面簡稱為模塊，或根據它們對 應的電氣功能亦稱為控制模塊、功率模塊等)的刻^^t電機的凸出組件。 為了更好地說明，此布置還可以根據每種情形下的功能來劃分，這又根據 功率輸入l、電子器件部分2、機器4、節點5、數據連接部分6和電源7 來模塊化。首先被包括在所知布置中的是功率輸入l,之後是電子器件部 分或電子器件箱2,電子器件部分或電子器件箱2包括功率電壓模塊 (AC)、 DC電壓模塊(DC)和數字控制模塊(CNC)。在此實施例中， 電子器件部分2包括較少的元件，並且可以被合併在例如操作員控制臺 中。其他元件如驅動模塊(DRIVE)、發生器模塊(GEN)和機器控制模 塊(CONTROL)被直接安裝在機器4中(即它們的功能位置)。
在此實施例中，在系統的數據連接部分6中提供了銜洛，所述布置中 的所有M集合於節點5中。數字連接形成一種使系統的和/或至節點5 的各種模塊互連或互通信的區域網或數據網絡。使用本實施例中的節點5
來^fT息或資源連至系統的各種模塊，如可配置發生器模塊(GEN)。
當然，有必要使得模塊不受機器中的惡劣環境(包括汙物、水霧和電 磁幹擾)的影響，封閉的金屬化塑料外殼、或更好的全金屬外殼滿足這些 要求。
現在參考圖5，其圖示了帶有集成流體冷卻的用於功率功能的電路板 單元(在下面簡稱為功率板)的結構的橫截面圖。"功率板"可理解為一 種包括電路板的電子組件，該電路板不僅具有焊接安裝的SMD功率半導 體如二極體、MOSFET和IGBT,而且具有無源SMD功率元件如電容器、 電感、變壓器、電阻器或傳感器、致動器和連接器。當然，無源部件亦在 使它們能被選擇得更小並因此導致緊湊度增大方面受益於流體冷卻。
所涉及的電流通常是5A到200A，而電壓通常是50V到1200V。應 理解，即使先進的半導體和無源元件功能部件(feature)的效率也小於 100%，所以產生相當大的功率損耗。額定輸入例如為3.5kW、效率為86% 的功率模塊產生4卯W的功率損耗。為了處理大電流，目前使用厚度甚至 超過0.2mm的導體軌跡。
為了排出這樣的大功率損耗，功率板最頂部層壓板8的尺度被定得特 別薄，並且隨後在具有高耗散熱量的SMD 12下設有鍍通孔11。對於導 體軌跡10，在大多數情況下兩個平面(它們可通過鍍通孔^) U夠 的，這例如由於SMD連接器13 (以可能的最短5$4聖將控制信號與功率板 分開)將功率電路與控制信號進行嚴格隔離而是可能的。
這樣的薄電路板如O.lmm到lmm厚的最頂部層壓板8由於它們缺乏 穩定性以及未實現與冷卻板16的電絕緣而不適用於工業焊接工藝。這就 是為什麼提供絕緣層壓板9，其厚度和結構針對下列因素而優化有效的 冷卻、絕緣強度和小的寄生電容。取決於需求，此優化結果得到0.2mm 到2mm厚的層壓板。
對於具有低熱耗散的SMD 14，層壓板的大約(UW/mK的較低熱導 率已經足以將熱量輸運到具有冷卻通路17的冷卻板16。對於具有高熱耗 散的SMD 12，與絕緣層壓板9厚度相同的高導熱陶瓷插入物15被嵌入 絕緣層壓板9，以使SMD 12和冷卻板16之間的溫度差最小化。可以通 過SMD 12的焊接島(island)與最頂部層壓板8的相對面上的類似島之 間的多個鍍通孔11按照需要設定此溫度差。這具有的優點是所有SMD 可維持在大致相同的溫度以消除熱應力。薄的最頂部層壓板8與具有陶瓷 插入物15的絕緣層壓板9的組合產生能夠應付熱膨脹的橫向彈性結構。 與公知解決方案相比，這種功率模塊經受較長的溫度循環，因此具有較長 的使用壽命。
測試表明，對於具有例如0.8mm厚的最頂部層壓板8以及0.6mm厚 的氧化鋁陶瓷插入物15 (對於SMD封裝D2PAK而言)的系統，在真實 工作條件下可以可靠地排出40W的功率損耗，且對於SMD封裝D3PAK 甚至可以可靠地排出70W的功率損耗。應注意，用於有線元件的對應 TO220和T0247封裝甚至不允許這樣的性能的一半，這個重大的進步現
在使得緊湊得多的設計成為可能。
使得最頂部層壓板8和氮化鋁陶瓷插入物15更薄4^吏得有可能應付 更高的功率損耗。然而，對於可以怎樣程度地裝載SMD是有臨^L限的， 高於臨界極限，可靠性通常由於溫度循環而下降。在此範圍內，部件溫度 降低IO'C可導致使用壽命加倍。
絕緣層壓板9中的用於陶瓷插入物15的凹口可以通過如普通電路板 製造那樣的方法來產生，或者以例如還通過衝孔的大批量製造方式來產 生。當然，插入陶瓷插入物15可以同樣地以大批量製造方式來自動化。 可替選地，也可以在絕緣層壓板9中提供凹槽，用於插入比絕緣層壓板9 薄的陶瓷插入物15。
特別好地適合作為陶瓷插入物15的材料是前述氮化鋁(A1N )，其熱 導率為180W/mK，但很可能熱導率為27W/mK的廉價得多的氧化鋁 (A1203 )是足夠適用的。同樣適用的是熱導率為260W/mK的氧化鈹 (BeO)，但因為氧化鈹粉的高毒性而較少優先選擇。所有這些陶瓷的介 電強度在10到20kV/mm的優良範圍內，對滿足例如EDM中的需求來說 綽綽有餘。在6.5到8.5範圍內的相對介電常數SR對於選擇絕緣層壓板9 的厚度和陶瓷插入物15的厚度來說是更有決定性的。
為了將層壓板8、 9與冷卻板16掩^，可以藉助於用於多層電路板的
公知工藝和用於製造具有金屬背板的前述電路板模塊的工藝，由此，利用
半固化片(prepreg)將層壓板8、 9與冷卻板16^,所述半固化片即
為50微米那樣薄的預聚合膜，其在l^的烘烤工藝中被聚合。半固化片
在室溫下具有大於6個月的儲藏壽命。這樣的半固化片還可以填充有粉
末，於是它們具有更好的熱導率。合適的產品例如可從Berguist Co，
(www.bergQuistcomDany.com )獲得的THERMAL CLAD或可從
Thermagon 7>司(www.thernmgon.com )獲得的T-LAMINATE和
T-PREG。在壓力和熱量下，任何縫隙和不規則處都在聚合中被完全填滿， 從而產生具有非常適合於所有工業焊接工藝的足夠穩定性的特徵的電路板。
現在參考圖6，其示出了功率板的對應物，即包括了用於周圍通信和 操作功率板所有必需的SMD18、 20、 21等的控制板。然而，在這裡，需 求完全不同。例如，最頂部層壓板19需要適應通常高度複雜的軌跡圖樣， 並且儘管相當多的電流和電壓僅在亳安範圍內，但頻率卻在上兆赫範圍 內。但是控制板的總功率損耗通常小於50W。儘管如此，例如在具有高 耗散熱量的處理器18的情況下，對於功率板(鍍通孔11和/或陶瓷插入 物15 )提供相同的措施可能是個優點。高級BGA封裝在底面包括引線， 由於它們良好的熱接觸而使得它們尤其適用。
如果只包括具有低熱耗散的SMD21,那麼可以省略這些措施中的一 個或全部以節省成本，並且採用通常的絕緣層壓板9而不需要凹口。當然， 作為功率板的SMD塞13的對應物的SMD連接器20必須完美匹配並且 對應精確定位。
具有冷卻通路17的冷卻板16可以被選擇成與功率板的那些相同，並 且製造與功率板的製造沒有不同。
功率板和控制板兩者都可以安裝很多種SMD類型傳感器，尤其是電 壓和電流傳感器、溫度傳感器、溼度傳感器以及應變和壓力傳感器。感測 例如冷卻劑入口和出口處的溫度以及電流和電壓的輸入和輸出處的電功 率，允許例如根據溫度差和電功率差來精確計算有效冷卻劑流率。
各種傳感器的主J^務是感測用於開環和閉環控制的值，以保護和監 控模塊。通過已經現有的LINK連接器23,感測值可以被傳送到主控制 器或者由主控制器輪詢，其優點是電路板的任何位置處的低成本組件、簡 單的數據通信以及與冷卻裝置的現有良好接觸。
還可以在電3^板中包括致動器，例如用於冷卻劑流的開環和閉環控制 以將電子器件的溫度增強地維持在恆定值的小型電磁閥。在這種布置中， 由於致動力通過冷卻板16的壁以磁的方式傳送，所以維持了冷卻劑與電 子器件的隔離。其優點是顯著延長了模塊的使用壽命，因為這允許減少溫 度循環的次數並因此降低熱膨脹應力。還可以包括SMD致動器，如例如 用於執行開關功能的繼電器或小型電驅動器。
現在參考圖7，其示出了形成功率模塊的控制板和功率板的組合。還 示出了到外界的電引線。LINK連接器23將控制板通過標準化接口連接 到主控制器。這種布置中的控制板的功率供B選地與信號流一起通過此 LINK連接器23傳送。DC連接器24用高功率DC電壓來為功率板供電， 其中該高功率DC電壓被最大化地選擇，以任憑高功率仍使線纜損耗最小 化。
由於通常非常大的電流，功率板的功率輸出25通常是壓配合的，要 求具有多個針式接頭的端子被插入到電路板中的精確布置的鍍通孔中，很 多所得到的氣密塑性變形連接導致非常低且持久穩定的接觸電阻。
用於功率模塊的此第一實施例的優點是僅通過增加側壁22和構件 32、 35、 37實現的密封封裝。外表面主要包括有效阻止熱量耗散到環境 中的冷卻板。當前普通的方法對於製造電路;tOL其焊接AA夠的。
現在參考圖8，其示出了其中功率板26背對著控制板27的功率模塊 的第二實施例。當想要如圖9所示的系統包時，這種布置是有利的。在這 種布置中，首先如圖5所示那樣布置功率模塊，然後如圖8所示那樣添加 任何數目的模塊，最後如圖6所示那樣用控制模塊來完成系統包。
如圖8所示的構造稍微有問題，這是因為其包括需要被雙面焊接的模 塊。儘管這可以用當前技術來完成，但^it成任何以後的修理或修改困難。 這就是為什麼現在提出兩種可供選擇的解決方案。要麼使用雙重的冷卻板 16，即，如圖5所示的功率板和如圖6所示的控制板背對背地組裝成功率 模塊以便隨時再分離，要麼將控制板27可鬆開地連接到冷卻板16。由於 控制板27的功率損耗總體而言趨向於較低，所以它也可以配置有較厚的 層壓板並且以工業恥漠焊接，而不配置有加強冷卻板16，或最多僅配置 有薄金屬板。
這種可鬆開連接需要既不導電也不絕緣，而是應該具有良好的熱導 率，且能經受高達大約100'C的工作溫度。對於可鬆開連接，可以使用例 如低熔點焊料如錫敘洽金(例如熔點為138'C的合金Sn42/Bi58 )。這種連 接具有非常好導熱性的特徵，但主要由於銅層之間的連接而開始被考慮。
另一種可能方案是特殊的熱熔性接合劑，其可以為後來的修理被再 熔。可從Abifor公司(www.abifor.com將到的基於聚酖胺的產品AC-2050 具有高達95。C的耐熱性，並且可以在大約140。C工作。可從Wevo公司 (www.wevo-chemie.de)得到的基於聚烯烴的產品L325具有高達100°C 的耐熱性和130。C的工作溫度。
一種可替選的筒單的可能方案是填充有專門為在電路板上安裝冷卻 裝置而開發的陶瓷粉末的雙面自粘附膜，其一個例子是可從Chomerics 公司(www.chomerics.com)得到的產品THERMATTACH T413。儘管 該材料僅具有0.35\￥/1111<:的熱導率，但在此情形下是完全足夠的。例如， 具有例如233mm乘340mm的表面面積的控制板對於厚度為0.178mm的 膜可加載高達155W的功率，並且其溫度與冷卻板16的溫度相差1'C, 這比所必要的至少好三倍。當需要修理時，這種粘附掩^劑可以用刮伊來 脫除，但在再使用時需要新的膜。
一種性價比更高的解決方案是在冷卻板16和控制板27之間提供透氣 層50 (見圖11 )，並對該組合通過冷卻板16中的孔52和51 (見圖12 ) 以及如圖13所示構件中的孔53進行排氣。透氣層50的空間於是處於氣 壓下。控制板27所位於的室經受輕微的過壓，導致控制板27壓迫冷卻板 16。具有例如超過7卯cm2的表面面積的控制板27會承受僅10亳巴的壓 力差，產生79N的接觸壓力。這已經足以使控制板27通過透氣層50與 冷卻板16達到良好的熱接觸，同時允許控制板27在需要時從冷卻板16 鬆開。
為了良好的冷卻，層50必須不僅是透氣的，而且還具有良好熱導率 的特徵。用於此目的的可能材料是細絲網(wiremesh)、結構化聚合物膜 例如可從CHOMERICS公司(www.chomerics.com )得到的產品 THERMA-A-GAP T274-ribbed、許多種材料的纖維、或者也可以完全沒 有。當然，存在很多其他解決方案和方法，例如為冷卻板16設置微通道 或者使控制板27的背面不平坦，或者將此區直接通過側壁22中的孔連接 到環境氣壓或者甚至在此區中產生真空。
當透氣層50具有足夠高的熱導率時，該方法還可以應用於功率板26。 當使用大質量冷卻板16時，如果功率板26還包括到冷卻板16的可鬆開 連接，則對於焊接和修理特別有利。換言之，通常情況是需要氣壓差來獲 得用於更好地傳熱的接觸壓力。
通過連接器35、 36排氣的主要優點是模塊保持密封。儘管額外的管 連^f吏成本增加，但可以在被保護的區中排放(並且當需要時供給)空氣， 否則，氣壓的任何波動會導致溼氣或灰塵l模塊。由於相同的原因，在 模塊內採用真空不是優選的，這是因為封裝中的甚至最輕微的洩漏也會立 刻導致汙染的環境空氣和溼氣1封裝中。相比較，對於EDM(在該情 形下模塊輸入和輸出的可爭>開連接將用具有密封套(gland)的線纜引入 裝置(cable entry)來代替)，僅8^L修改的模塊甚至浸入7JC或電介質中 也可以無問題地工作。
一個最極端的應用是例如在機器人操縱裝置中使用所述模塊來獲得 被浸入核電站反應堆冷卻水中10m深的材料樣品。這種採樣在評估核電 站的工作安全性時是極其重要的，因為如果在災難中需要過早或延遲關閉 核電站，則會面臨大量金錢損失的風險。如當前所實現的那樣，需要通過 對脈衝質量和效率有損害的60m長的同軸功率線纜來供給腐蝕脈衝。模 塊或系統包將優選地在升高的氣壓下使用。對於此應用，將選擇略高於7jC
壓的氣壓並使其自動適應於水深。另外，由於輻射水平，有必要或多或少 地將功率板的工作電壓維持在低電壓，並且有必要使用特殊的耐輻射部件
和材料。另夕卜，主要功能將冗餘地保持待命，因為在此情形下，沒有修理 的可能性，所以機器人操縱裝置在第 一次使用之後就被分類為放射性廢 物。
現在參考圖9，其示出了一種系統包，為了更好地理解，誇,描繪 了其厚度。3.5kW脈衝發生器模塊通常為約350mm長、約250mm寬和 約40mm厚。因此，10.5kW的系統包的厚度僅為120mm、體積為10.5dm3， 從而產生lkW/dm3的特定功率密度。儘管這不是特別高，但是應想到總 體而言所涉及的是複雜的系統，還應想到超過一半的體積由控制板和冷卻 系統所佔據。
到目前為止所描述的實施例可能遭受一個問題。例如，如果功率板 26輻射出非常強的電磁幹擾，那麼，控制板27如果位於緊鄰位置則可能 被過度暴露。抵消此效應的一種可能方案是在兩個板之間插入附加的屏蔽 板。
現在參考圖10，其示出了一種更有效的解決方案。模塊的此第三實 施例在冷卻板16中包括用於對接連接器29的凹口 28。優選地由鋁或銅 製成的冷卻板16是對抗電和高頻磁幹擾的優良屏蔽。取決於SMD輪廓， 控制板27和功率板26之間的連接趨向於稍微更短。
在此情形下，雙面布置部件的問題與圖8所示的第二實施例中的雙 面布置部件的問^^相同，並且其解決方案同樣與通過圖8提出的解決方案 相同。如圖10所示的模塊也可被堆疊成如上所述的系統包。但所^S塊 應當被優選地堆疊成使得功率板或控制板總是彼此直接面對。這省去了提 供分區，僅背板30和前板31就足以進行封閉。
現在參考圖11,其示出了所5^塊中的如圖7到10所示^冷卻劑流， 但現在以旋轉90°的橫截面圖來示出。右手側壁包括例如由鋁製成的構 件以及下冷卻劑連接器35和上冷卻劑連接器37 (亦可參見圖13 )以導致 冷卻板16被夾緊於適當位置。需要密封件36如0形團、墊團或密封脂 (sealant paste)例如矽脂(silicone paste)以確保冷卻劑與電子器件隔離。 整個包用螺絲或類似緊固件(未示出)固定在一起。
冷卻劑流由箭頭指示。對於每個冷卻板16，冷卻劑流的一部分盆開 以流入分配通路33,並通過優選地在迷宮結構上的若干流入埠 34而被
引導橫向通過冷卻板16。在冷卻板16的背部，冷卻劑以對稱通路返回到 1冷卻劑連接器35、 37的冷卻劑回流處。對於模塊，上冷卻劑連接器 37僅包括用於壓縮空氣的埠以由此封閉冷卻系統。堆疊的系統包亦可 以在頂部具有連接器的特徵以增強流動。
代替左邊示出的側壁32，可以在那裡布置冷卻劑回流處。但是，這 會涉及在模塊的兩側都存在冷卻劑的缺點。由於流體通常從頂部向底部流 動，所以模塊將有利地被安裝成使得所有流體連接器和密封件在底部。
冷卻劑連接器35、 37可以被提供有附加壓縮空氣通路，該通路用於 將壓縮空氣引導到容納功率模塊26和控制模塊27的室中。此布置一方面 即使封裝不是完美的密封體也阻止流體或灰塵的任何ii/v，同時另 一方面 如所提出的那樣允許產生使控制板27壓迫冷卻板16以便冷卻的接觸壓 力。儘管在此布置中該壓力可能僅可忽略地超過環境壓力，但是所用空氣 必須當然儘可能乾燥和清潔。還有可能監控空氣消耗作為系統洩漏的指 示，顯然，取決於模塊的內部壓力，封裝結構16、 22、 30、 31、 32、 35、 37需要被設計有相應的抗壓性。
現在參考圖12，其示出了冷卻板16的一個實施例，僅示出了冷卻板 16的一半，即，將兩個這樣的相同半部分相^^得到適用於如圖IO所示 模塊的具有迷宮結構的冷卻板16。以例如1.5mm厚的鋁片銑成的結構關 於豎直對稱軸S對稱地布置，其中，後來冷卻劑以什麼方向流過冷卻板 16是無關緊要的，或者後來模塊以相對於對稱軸S的什麼位置安裝在系 統包中也是無關緊要的。
位於上邊的是穿通冷卻劑入口 38、兩個(由於對稱)穿通壓縮空氣 通道49、以及穿通冷卻劑出口 40。用於排氣的穿通出口 51通過分配通路 連接到類似的用於排氣的通孔52。還可以提供中央孔44，其穿通以使兩 個冷卻板半部分和後來的層壓Wt確對齊。用於對接插頭29的穿通凹口 28M於如圖IO所示的模塊的第三實施例而言是必需的，而對於所有其 他實施例而言被省略。
到迷宮的流入口 34和分配通路33被優選地配置成與斜袋(slanting pocket) 39的深度相等。
在高速銑床上機加工一個冷卻板半部分只需要幾分鐘，這對於小批量 製造是很經濟的，而對於大批量製造，則優先考慮以例如4層進行具有更 廣分布的衝壓或者優先考慮以高壓壓印所述結構的流壓(flow-pressing )。
還知道以高精度形成所述結構但適當考慮了收縮的鑄造和模鑄方法。這種 方法適合於處理例如鋅、鋁或銅及其合金。
隨後，所述半部分或層可以使用特殊粘附劑來^(M式散熱器在 汽車製造中是普及的)。但是，在要求更高的情況下，所述半部分將更可 能通過軟焊或者惰性氣體或真空釺焊來#^。最耐久的、但最昂貴的變種
是這樣的焊接，其提供的優點是冷卻板16僅由一種金屬構成因此與焊點 相比較不容易腐蝕。諸如自粘附密封、巻邊(flanging)或折邊(crimping) 的其它M方法同樣是可行的。
為了形成迷宮，機加工剩餘壁厚度至少約為0.5111111的斜袋39，斜袋 39與另一半部分一起形成靜態混合器。為了更好地理解該圖示，另一半 部分的袋43用虛線示出。可以看出，在溢流點41，冷卻劑從一邊的袋流 入另一冷卻板半部分的袋，並且由於其間有袋43的銳緣處的湍流而混合， 在銳緣處，兩個冷卻板半部分的分流橫向碰撞以導致更強的混合。此迷宮 結構阻止了冷卻區域中的層流狀況，因此相當大地增強了冷卻能力，且令 人驚奇的是現在可以以多麼低的冷卻劑流率來使上述高功率損耜^r軟。
一個合乎期望的效果在於增大的流阻，歸功於此，冷卻劑流被分配到 平行迷宮結構中，並且由於壓力的增大而趨向於減小空化效應(cavitation effect).另一方面，因為更高的泵壓需要更高的功率，所以增大的流阻不 太合乎期望。這就是為什麼由其多個袋39構成的迷宮結構要被仔細地確 定尺寸和傾斜以便優化冷卻能力、流分布、泵壓和阻止空化。
在使用水作為優選冷卻劑的特定情形下，需要與添加劑如抗凍劑(例 如甘醇)、阻蝕劑、以及抗藻類或微生物的活性劑混合。儘管這樣的添加 劑可能輕微降低冷卻能力，但它們允許在不利的工作條件下可靠地工作。
到目前為止所討論的實施例當然僅僅^1許多不同實施例中的一個。例 如，正如可能的那樣，使用市場上可買到的具有不腐蝕的不鏽鋼插入管道 的薄冷卻板、或者亦使用擠製成的冷卻板。然而，上面所提出的實施例具 有如下特殊優點冷卻板16不具有大面積、薄壁區域，且具有非常小質 量的特徵，這使得它非常適合於電子器件的後續修理或修改、焊接、以及 層壓扭^^的處理。
模塊的側壁22可以由金屬或金屬/塑料結構製成並且被配置成滿足下 列功能
-避免灰塵和溼氣1的密封；
-阻止電磁輻射； -阻止熱耗*散；
-在模塊輸入和輸出設置開口 ；
-分配冷卻劑；
-分配壓縮空氣；以及
-返回排氣。
現在參考圖13，其圖示了根據本發明的用於使冷卻劑、壓縮空氣和 排氣出入的構件。圖11中的下冷卻劑連接器35和上冷卻劑連接器37包 括這種構件，其中亦有必要高度不同地進行設計。所述構件優選地由鋁或 類似金屬或M製成，但是，正如可能的那樣，它們也可以由塑料材料或 塑^h/金屬組合物製成。
為冷卻劑饋送裝置47、冷卻劑返回裝置45提供全長鑽孔，兩個用於 壓縮空氣46， 一個用於排氣53。在頂部和底部都^1供密封件36 (底部的 那個未示出)。還提供了其它鑽孔(未示出)，用於容納豎直的接頭以及用 於固定側壁22。某些密封件36也可以可替選地是冷卻板16的部件。小
率和控制模塊的所有室中。
現在參考圖14,其圖示了特別適合於大批量製造的模塊的第四實施 例。在此情形下，功率板26和控制板27每個都固定地連接到由鋁、銅或 具有良好熱導率和良好抗腐蝕性的某種其它金屬或合金製成的金屬板 55、 56。為了製造這些電路板26、 27,可以使用與因具有如圖3所示背 板的前^塊而已知的方法相同的方法。然而，在這裡，為了便於進行指 定的維修，金屬板55、 56的厚度被選擇為剛好足以安全地承受預期壽命 內的腐蝕，同肘賦予電路板26、 27足夠的結構完整性。
在電路板26、 27之間可鬆開地插入的是模製品54，模製品54構成 參考圖12所描述的迷宮結構，由此，金屬板55、 56直接與冷卻劑流接觸。 這樣，在此情形下，冷卻板的功能由金屬板55、 56和模製品54這三個部 件來承擔。另外，對於模製品54，也可以配置模塊的四個側壁，包括用 於使冷卻劑和空氣出入的如圖13所示的鑽孔45到47。模製品54可以由 塑料材料、金屬化塑料材料、或由金屬或金屬合金製成。對於模製品54， 熱導率一點也不重要。模製品54同樣設有密封件36或類似裝置來將電路
板26、 27與冷卻劑可靠地隔離。
在其它方面，可以與針對上述實施例所描述的那樣配置和應用此第四 實施例。此實施例的一個特殊優點是不需要任何特殊的輔助就與冷卻劑流
良好地熱接觸，同時允許方便地拆卸單獨的電路板26、 27。
總之，由於可能的高集成度和高效熱量移除，電路板單元和由其組成 的電路板模塊或系統包現在被d 、型化到可以特別是在EDM系統中最優地 定位它們的程度。這樣，例如，通過省去高頻線纜，EDM發生器的脈衝 性能現在顯著提高。現在無需大的額外費用就可以密封地構建功率模塊， 以因此與甚至最惡劣的環境相容。除此之外，模塊的熱耗散和電磁輻射現 在被最小化，這對直接定位在EDM系統中非常有利。而且，例如利用功 率模塊的電輸出現在以可能的最短躲連接到用電設備的優點，微和系 統包現在可以直接定位在需要它們的功能的地方。供給和去除壓縮空氣、 排氣、冷卻劑所需要的柔性管道現在可以與電纜(例如功率模塊的電輸入) 一起經過所需的任何距離路由到系統或工廠的乾燥、清潔的區域。
因為電路板現在可以關於軌跡層的數目和/或厚度而變化，所以將控 制板與功率板配對產生一個重要的優點。由於該原理，這首先在針對應用 來更好地優化電路板時導致新的自由度，其次使得驅動和控制信號現在可 以通過連接器在適當相距最短距離的控制板和功率板之間路由。由於任何 數目的這種配對可以彼此組合，所以非常高功率的系統包現在也是可能 的。
此新穎的原理現在使得使用大量製造模塊的先進自動化方法成為可 能，從而導致成本明顯降低，同時增強制造質量的可重複性。現在可以在 國際範圍內進:行模塊的製造、測試、操作和維護。SMT製造基於在電路 板上自動布置無電線的SMD而不再需要鑽孔來安裝器件，因而具有非常 適合於冷卻目的的平坦背面的特徵。
當產品變得無用時，這還導致了又一優點。即，現在為使電子和機械 硬體分開，只需加熱電路板以熔化焊料，且可以只移除所有電子部件。進
於整修和再使用。這些模塊的另 一優點是冷卻劑與電子器件絕對可靠地分 離。
直接流體冷卻現在允許在定位功率模塊時有利於實現高集成度和高 靈活性。
為了確定最頂部層壓板8和絕緣層壓板9的厚度以及冷卻板16的構
造，可以考慮下述因素
-為了實現高集成度，電路板必須包括至少兩個軌跡面，其數目的限 制因素是由於電路板厚度的增大而導致的熱導率的惡化。
-熱源與熱沉之間的距離越短，則冷卻效果越好，此情形下的限制因 素是雜散電容的增大和電絕緣電阻的減小。
-熱源與熱沉之間的材料熱導率越好，則冷卻效果^t好，限制因素僅 僅是所涉及的成本。
畫SMD的最大可允許功率損耗可由電路板的溫度所限制，或由SMD 阻擋層的溫度所限制，與電路板的熱阻相比，該器件的熱阻在第一種情形 下非常好，在第二種情形下傾向於是差的。
-與電路板直接接觸的冷卻板的質量越小，則電路板的焊接、修理和 修改越簡單，這裡的限制因素是在模塊的使用壽命內安全地分離冷卻劑與 電子器件以及提供足夠的M穩定性。
-水由於其高比熱、簡單的^巨離熱輸運、以及其M的環境相容性 而成為首選的冷卻劑，限制因素是低於凍結或高於蒸發的溫度、腐蝕的風 險增大、以及易受藻類和微生物汙染。
-由於7jC具相對低的熱導率，所以在熱交換器區域中混合冷卻劑提高 了冷卻效率，限制因素是流阻增大，其要求在冷卻板的流入側具有更高的 壓力。如果流率過大，則可能由於局部真空而導致空化並且類似地造成腐 蝕。
-由溼氣引起的冷凝可能導致露形成，其類似地造成電路板吸收水。 此情形下的限制因素是電i^板的溫度，要求其不低於空氣溫度，當然限制 因素還有總體而言l電路板的空氣的相對溼度和體積。
權利要求
1.一種製造電路板單元的方法，包括下列步驟製造電路板最頂部層壓板(8；19)，其上面具有用於安裝可表面安裝器件SMD(12；14；18；21)的導電軌跡(10)，電路板最頂部層壓板(8；19)的厚度被確定為使得由SMD(12；18)耗散的預計熱量從電路板最頂部層壓板(8；19)的上面輸運到下面；在電路板最頂部層壓板(8；19)下布置絕緣層壓板(9)；在處在具有高熱耗散的SMD(12；18)下方的位置的絕緣層壓板(9)中嵌入由具有良好熱導率和電絕緣的材料製成的插入物(15)；並且在絕緣層壓板(9)和插入物(15)下方布置冷卻板(16)。
2. 如權利要求l所述的方法，其中，在具有高熱耗散的SMD (12;18) 下方的位置提供用於將耗散熱量從最頂部層壓板(8; 19)的上面輸 運到下面的一個或多個鍍通孔(11)，所述鍍通孔(11)的數目和設計適 應於每個SMD (12; 18)的預計耗散熱量。
3. 如權利要求1或2所述的方法，其中，電路板最頂部層壓板(8;19) 由玻璃纖維環氧樹脂材料或由填充有粉末的聚合物製成。
4. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，在電路板最頂部 層壓板(8; 19)上配置至少兩個用於導電軌跡(10)的面。
5. 如前述權利要求求中任何一項所述的方法，其中，電路板最頂部層 壓板(8; 19)的厚度被配置在O.lmm到lmm之間，優選地小於0.5mm。
6. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，電絕緣層壓板(9) 由玻璃纖維環氧樹脂材料或由填充有粉末的聚合物製成。
7. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，電絕緣層壓板(9) 的厚度被配置在0.2mm到2mm之間，優選地小於0.6mm。
8. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，插入物(15)由 具有高熱導率和高電絕緣的陶瓷、特別是氮化鋁(A1N)或氧化鋁(A1203) 製成。
9. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，插入物(15)的 厚度被製造成與電絕緣層壓板(9 )的厚度相同。
10. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，冷卻板(16)由具有良好熱導率和抗腐蝕性的金屬或金屬合金製成，並且提供冷卻通路(17 )來使冷卻劑通過冷卻板(16 )。
11. 一種如前述權利要求中任何一項所述的製造電路板模塊的方法， 其中，兩個電路板單元與附加側壁(22)組合成電路板模塊，使得所述兩 個電路板單元的兩個冷卻板(16)形成所述電路板模塊的外壁，並且與側 壁(22) —起形成密封的封裝，並且，所述兩個電路板單元藉助於SMD 連接器(13; 20)直接電互連，所述電路板單元通過密封電連接(23J5 )、 穿過附加側壁(22)而與外界連接。
12. —種如權利要求11所述的製造系統包的方法，其中，多個電路 板模塊被組合成一個系統包，使得位於所述系統包內的所述電路板模塊共 享冷卻板(16 )。
13. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，電絕緣層壓板(9) 和插入物(15)可鬆開地連接到冷卻板(16)。
14. 如權利要求13所述的方法，其中，所述可鬆開的連接根據下列 連接中的至少一種來製造-具有低熔點的焊料合金的軟焊點； 可再熔的熱熔^;-可分離的雙面自粘附膜；以及-通過電路板最頂部層壓板(8; 19)的上面和透氣導熱中間層(50) 之間的氣壓差，其中透氣導熱中間層(50)在電絕緣層壓板(9)及插入 物(15)作為一方、冷卻板(16)作為另一方的兩方之間。
15. 如權利要求14所述的方法，其中，透氣導熱中間層(50)由下 列材料中的至少一種製成匿絲網；-結構化膜；以及 -織物。
16. 如權利要求11至15中任何一項所述的方法，其中，電路板模塊 或系統包被安裝在機器中，使得用於冷卻劑的所有埠和密封件都面朝 下。
17. 如權利要求10至16中任何一項所述的方法，其中，水被用作冷卻劑。
18. 如權利要求17所述的方法，其中，抗凍劑、阻蝕劑和/或抗藻類 和微生物的活性劑被添加到水中。
19. 如前述權利要求中任何一項所述的方法，其中，冷卻板(16)由 兩個結構化的半板構成。
20. 如權利要求19所述的方法，其中，所述半板的結構用下列方法 中的至少一種來製造_機加工5-壓制；-利用進一步的層分離來切割半板； -鑄造；以及 -模鑄。
21. 如權利要求19或20所述的方法，其中，所述半板用下列方法中 的至少一種來^i接在一起-齢；-軟焊；-釺焊；以及-焊接。
22. 如權利要求19至21中任何一項所述的方法，其中，熱交換器區 域中的結構被配置成使得將所述兩個半板聯接在一起產生了迷宮。
23. 如權利要求11至22中任何一項所述的方法，其中，模塊或系統 包用於水下或電^l"質下的EDM。
24. 如權利要求11至22中任何一項所述的方法，其中，所i^塊或 系統包被安裝到用於在核電站的充水反應堆中進行材料採樣的機器人操 #置中。
25. —種電路板單元，包括電路板最頂部層壓板(8; 19)，其上面具有用於安裝可表面安裝器件 SMD (12; 14; 18; 21)的導電軌跡(10),電路板最頂部層壓板(8; 19)的厚度被確定為使得由SMD (12; 18)耗散的預計熱量從電路板最 頂部層壓板(8; 19)的上面輸運到下面；被布置在電路板最頂部層壓板(8; 19)下的電絕緣層壓板(9);由具有良好熱導率和電絕緣的材料製成的、被嵌入處在具有高熱耗散 的SMD (12; 18)下方的位置的電絕緣層壓板(9)中的插入物(15); 以及被布置在電絕緣層壓板(9)和插入物(15)下方的冷卻板(16)。
26. 如權利要求25所述的電路板單元，其中，電路板最頂部層壓板 (8; 19)由玻璃纖維環氧樹脂材料或由填充有粉末的聚合物製成。
27. 如權利要求中25或26中任何一項所述的電路板單元，其中，電 路板最頂部層壓板(8; 19)的厚度被配置在O.lmm到lmm之間，優選 地小於0.5mm。
28. 如權利要求25至27中任何一項所述的電路板單元，其中，電絕 緣層壓板(9)由玻璃纖維環氧樹脂材料或由填充有粉末的聚合物製成。
29. 如權利要求25至28中任何一項所述的電路板單元，其中，電絕 緣層壓板(9)的厚度被配置在0.2mm到2mm之間，優選地小於0.6mm。
30. 如權利要求25至29中任何一項所述的電路板單元，其中，插入 物(15)由具有高熱導率和高電絕緣的陶瓷、特別是氮化鋁(A1N)或氧 化鋁(A1203)製成。
31. 如權利要求25至30中任何一項所述的電路板單元，其中，插入 物(15)的厚度被製造成與電絕緣層壓板(9)的厚度相同。
32. 如權利要求25至31中任何一項所述的電路板單元，其中，冷卻 板(16)由鋁、鋁合金、銅或銅合金製成。
33. 如權利要求25至32中任何一項所述的電路板單元，其中，冷卻 板(16)包括作為流體介質的冷卻通路的抗腐蝕金屬或合金的"管。
34. 如權利要求25至33中任何一項所述的電路板單元，其中，冷卻 板(16)被製造為具有冷卻通路(17)的擠制輪廓。
35. 如權利要求25至34中任何一項所述的電路板單元，其中，冷卻 板(16)由兩個結構化半板組成。
36. 如權利要求25至34中任何一項所述的電路板單元，其中，冷卻 板(16)由四個衝壓板層組成。
37. —種包括兩個如權利要求25至36中任何一項所述的電路板單元 的電路板模塊，其中，所述兩個電路板單元和附加側壁(22)形成所述電 路板模塊，所述電路板單元通過SMD連接器(13; 20)直接電互連，且 電輸入和輸出通過密封電連接(23-25)、穿過附加側壁(22)而出入。
38. 如權利要求37所述的電路板模塊，其中，兩個電路板單元共享 冷卻板(16 )，且冷卻板(16)包括用於安裝SMD連接器(28; 29)的 凹口，其中SMD連接器(28; 29)將布置在冷卻板(16)兩個面上的所 述兩個電路板直接互連。
39. 如權利要求37或38所述的電路板模塊，其中，具有部件面的所 述電路板單元被布置成彼此面對。
40. 如權利要求37至39中任何一項所述的電路板模塊，其中，冷卻 板(16)由兩個包括用於分配冷卻劑的通路和通孔(45)的半板組成。
41. 如權利要求40所述的電路板模塊，其中，冷卻板(16)包括用 於供給和返回冷卻劑的埠 (35; 37)。
42. 如權利要求40或41所述的電路板模塊，其中，所述半板包括用 於排氣的附加通路和通孔(52 )。
43. 如權利要求40至42中任何一項所述的電路板模塊，其中，所述 半板包括用於連通壓縮空氣的附加通路和通孔(46)。
44. 如權利要求37至43中任何一項所述的電路板模塊，其中， 一個 電路板單元^L設計用於控制功能，而另一個電路板單元被設計用於功率功 能。
45. 如權利要求44所述的電路板模塊，其中，布置在用於控制功能 的所述電路板單元和用於功率功能的所述電路板單元之間的是用以屏蔽 電磁輻射的板。
46. 如權利要求44或45所述的電路板模塊，其中，用於控制功能的 和/或用於功率功能的所述電路板單元可t^開地連接到冷卻板(16 )。
47. 如權利要求46所述的電路板模塊，其中，所述可鬆開的連接由 下列中的至少一種構成-具有低熔點的焊料合金的軟焊點；-熱熔結合；-雙面自粘附膜；以及-電路板和冷卻板(16 )之間的透氣導熱層(50 )，總體上，該層(50 ) 承受的氣壓低於所述電路板模塊的剩餘內部空間的氣壓。
48. 如權利要求47所述的電路板模塊，其中，透氣導熱層(50)通 過第一管連接在乾燥清潔的環境中連接到大氣壓或低壓，且第二管連接向 所述電路板模塊的所有剩餘內部空間供給氣壓升高的乾燥清潔空氣。
49. 如權利要求37至48中任何一項所述的電路板模塊，其中，所述 電路板包括電壓、電流、溫度、溼度、應力和/或壓力傳感器；和用於 控制冷卻劑流的致動器；以及用於開環和閉環控制、監控和保護所述電路 板的控制器。
50. 如權利要求49所述的電路板模塊，其中，所述控制器被配置成 使得^L供給到所述電i^板模塊的氣流皿控，由此得到關於所述電i^板模 塊的密封狀況的、用於診斷、警告和保護功能的信息。
51. 如權利要求37至50中任何一項所述的電路板模塊，其中，所述 兩個電路板單元的每個冷卻板(16)被配置為金屬板(55; 56)、並且固 定地連接到每個電絕緣層壓板(9 )並且通過插入的模製品(54)而互連。
52. 如權利要求51所述的電路板模塊，其中，模製品(54)類似地 形成側壁(22; 32)、冷卻劑埠 (35; 37; 38; 40; 45; 47)和/或空氣 埠 (46; 49; 51; 53)。
53. 如權利要求51或52所述的電路板模塊，其中，模製品(54)被 配置成使得其在熱交換器區域中包括用於冷卻劑流的迷宮結構。
54. 如權利要求51至53中任何一項所述的電路板模塊，其中，模製 品(54)由塑料材料、金屬化塑料材料、金屬或金屬^r製成。
55. —種包括至少兩個如權利要求37至49中任何一項所述的電路板 模塊的系統包，其中，所述至少兩個電路板員被堆疊以形成系統包。
全文摘要
本發明涉及一種電路板單元及其製造方法。該電路板單元包括電路板最頂部層壓板(8；19)，其上面具有用於安裝可表面安裝器件SMD(12；14；18；21)的導電軌跡(10)。電路板最頂部層壓板(8；19)具有這樣的特徵其厚度被確定為使得由SMD(12；18)耗散的預期熱量高效地從電路板層壓板(8；19)的上面輸運到下面。該電路板單元進一步包括被布置在電路板最頂部層壓板(8；19)下的電絕緣層壓板(9)；由具有良好熱導率和電絕緣的材料製成的、被嵌入處在具有高熱耗散的SMD(12；18)下方的位置的電絕緣層壓板(9)中的插入物(15)；以及被布置在電絕緣層壓板(9)和插入物(15)下方的冷卻板(16)。
文檔編號H05K3/00GK101170873SQ20071016541
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月25日 優先權日2006年10月27日
發明者恩斯特·布勒, 裡諾·達馬裡奧, 雷託·克納克 申請人:阿奇公司;夏米爾技術股份公司