[发明专利]电力电子印刷电路板和基板间的减小的热阻的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年9月24日提交的第61/245,464号美国临时申请的 权益，并且要求2010年9月20日提交的第12/886,228号美国申请的优先 权，其通过引用全文特此并入。

技术领域

本发明涉及减小电力电子印刷电路板(power electronics printed circuit board)和基板之间的热阻。

背景技术

高压电子模块在印刷电路板(PCB)迹线和高压部件上产生大量的热。 这样的热必须消散至冷板或基板。消散热需要PCB/高压部件和冷板之间 的低的热阻。热阻反比于接触表面面积。

在一种消散所产生的热的已存在的方法中，在印刷电路板(PCB)/ 高压部件和冷板之间放置热垫(thermal pad)。热垫提供去除热的路径， 同时提供电绝缘。热垫需要有效的某些压缩。通过安装印刷电路板(PCB) 的紧固件来产生对热垫的压缩，而热垫的压缩导致印刷电路板(PCB)中 的应力和偏斜。由于这样的偏斜，印刷电路板(PCB)可能失去与热垫的 接触，并因此具有高于冷板的期望热阻的热阻。

用于安装印刷电路板(PCB)/高压部件的现有技术的安装布置 (mounting arrangement)被示出在图1中。基板或冷板以10示出。印刷 电路板(PCB)12包括迹线和高压部件。在迹线和高压部件上产生的热 需要被转移到基板10。印刷电路板(PCB)包括含有铁氧体芯14、16的 线绕部件。薄的热垫20被放置在印刷电路板(PCB)12和基板10之间。 厚的热垫22被放置在铁氧体芯16和基板10之间。基板10被成形以接 收PCB 12，并且包括用于接收铁氧体芯16的凹进的部分/凹部26。厚的 热垫22位于基板10的凹部26的底部表面28处。

热垫20和22旨在当PCB 12由紧固件24固定至基板10时封闭空气 间隙，同时提供电绝缘。通过安装印刷电路板(PCB)12的紧固件24产 生的对热垫20、22的压缩导致印刷电路板(PCB)12中的应力和偏斜。 由于这样的偏斜，印刷电路板(PCB)12可能失去与热垫20的接触，并 因此具有高于冷板10的期望热阻的热阻。这被示出在薄的热垫20和PCB 12之间的空气间隙30处，这具有非常差的热传递。

在另一已存的方法中，可使用附加的紧固件来设法减少印刷电路板 (PCB)中的应力和偏斜。但是，附加的螺栓增加了组件的尺寸、重量和 成本。

针对上述的原因，存在对于用于减小电力电子印刷电路板和基板之 间的热阻的改善的系统和方法的需要。

可在第5,355,280；5,679,457；6,555,756；7,206,205；以及7,365,273 号美国专利中找到背景信息。可在美国公布号2003/0161105和 2007/0004090，以及在EP 1739741中找到进一步的背景信息。可在The Berquist Company的2008年的“Gap Filler 1500(Two-Part)，Thermally Conductive Liquid Gap Filing Material(间隙填充物1500(两个部分)，热 传导的液体间隙填充材料)”中找到进一步的背景信息。

发明内容

本发明的目的在于减小在诸如用于交通工具的板上电池充电器的装 置中的电力电子印刷电路板和基板之间的热阻。

在一个实施方式中，装置包括基板和电力电子印刷电路板，该基板包 括多个凹部。印刷电路板包括多个迹线以及多个高压部件。多个高压部件 位于相应于基板中的多个凹部的多个位置上。装置还包括多个紧固件，该 多个紧固件将印刷电路板固定至基板，同时多个高压部件被接收在相应的 多个凹部处。

基板和印刷电路板之间的热传导的且电绝缘的界面由符合于基板和 基板中的多个凹部的间隙填充物材料构成。间隙填充物材料还符合于印刷 电路板和多个高压部件。