[发明专利]具有热容器的电子电路板

说明书

技术领域

本发明涉及在电路板上、更具体地在电子电路板上、例如在印刷电路板(PCB)、直接接合铜(DBC)、直接铝接合(DAB)或任何刚性/柔性电路板上的热传输。

背景技术

源于由电路板的任何部分(例如电子、电或其他发热部件等)以及导体路径引起的热功率耗散的热量通常通过电子电路板的导体路径或通过电子部件的外表面传输走。在至少一个导体路径中存在的热负荷源于没有直接放置在本说明中提出的电路板上的电和/或电子装置或部件和/或由于本身在板上的导体路径的相对高的电阻损耗而产生，这也是可想到的。通过外表面的冷却性能可以通过安装在要冷却的装置上的附加散热器(heat sink)和/或风扇的使用而增强。然而，本发明集中于通过电子电路板的导体路径的热传输。电子部件的温度必须保持在最大温度下以防止电子和/或电部件的运行故障、寿命下降或甚至严重损伤。在电子电路板上的电部件根据焦耳第一定律用施加的电流加热。因此，电子电路板的冷却性能必须考虑最大出现的电流以保证热能从电子部件的移除并且防止加热到超过电子部件的最大允许的温度(甚至在电流的峰值时)。这样的电流峰值可能在电过载的瞬态中出现。这意味着冷却性能必须对此要进行适应。

目前技术水平教导多个技术以改进电子电路板的热移除或提高通过PCB的导体路径传输的热能量。例如UK专利申请UK2325082A涉及在电子部件中的热耗散和通过导孔的设置的热耗散的改进。目前技术水平的劣势是PCB的冷却性能要适应于在PCB上的每个电子或其他部件中出现的最大电流(即使该电流仅出现短时间，像电过载的瞬态中那样)。从而，必须选择复杂和扩展式电子电路板设计仅用于处理在可能仅一个电子部件中的最大短时间电流。因为发热与电流的平方成比例，冷却性能必须不匀调地增加用于处理最大电流。

发明内容

本发明的目的是解决目前技术水平的问题并且特别找到甚至在过载电流的时间期间允许从电子部件安全地移除热的电子电路板的容易和廉价的设计。

该目的通过根据权利要求1的电子电路板解决。该电子电路板包括至少一个导体路径。至少一个部件通过连接该部件的至少一个端子到导体路径而热连接到所述导体路径。该部件通常是在电路板中的电或电子部件或像电阻器或甚至迹线、导孔或连接器的发热部件。适用于缓冲和/或传递热能的热容器还在所述导体路径的附近热连接。

术语附近理解为该至少一个热容器和该至少一个确定的部件之间的距离方面的关系。所述距离选择成使得由该至少一个确定的部件散发的热负荷的相当大的部分由指定给所述至少一个确定的部件的该至少一个热容器接收。也就是说，术语附近在下文中用于描述该至少一个确定的部件的临近或邻近区域。不可在要求该至少一个热容器直接设置在该至少一个确定的部件旁边的狭义上理解该至少一个热容器，因为另外的部件可热和/或电连接到该至少一个热容器和该至少一个确定的部件之间的导体路径，只要该至少一个热容器和该至少一个确定的部件之间的功能关系保持基本上不受影响即可。

发明性的电子电路板的热容器吸收导体路径上的该部件过载期间由该部件排放的热能，暂时缓冲该能量并且当瞬态过载结束时缓慢地向导体路径和周围环境释放热量。从而，电子电路板的导体路径或设计以及特别地该部件自己可以基于部件的正常工作电流构建且不会在过载电流期间使增加的热传输加重导体路径的负担。由在单个电子或其他部件中的短时最大电流产生的热可以在靠近这些部件的热容器中缓冲。

在可应用和可行的地方，冷却效果可增加，其中电子电路板包括至少一个导体路径和如上文描述的连接到所述导体路径的至少一个部件。导体路径具有热容器区域，其与导体路径的正常厚度和/或宽度相比具有增加的厚度和/或宽度。增加的厚度和/或宽度设置在该部件附近(适用于缓冲和/或传递热能)。从而，如果导体路径的热级需要降低，则作为一个选择的做法是通过在除了其他热耗散部件的附近之外的地方加宽和/或加厚横截面而使导体路径或多个导体路径变宽。

要求保护的热容器区域可以吸收导体路径上由邻近区域的部件排放的热能，暂时缓冲能量并且当瞬态过载结束时缓慢地释放热到导体路径。从而，电子电路板的导体路径或设计仅在部件的区域中必须进行适应而不必在整个电路板上进行适应。

附属的权利要求涉及本发明的其他有利实施例。

在一个实施例中，所述热容器邻近部件并且在电路板的与部件相同的侧上热连接到所述导体路径。因此，热能仅必须在导体路径上被传导一段小距离到热容器。