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[0035]圖6顯示了與圖1相應(yīng)的部分剖視圖,其中示出根據(jù)本發(fā)明的冷卻概念的不同冷卻路徑;
[0036]圖7顯示了與圖1相應(yīng)的部分剖視圖,其中作為圖6的補充示出根據(jù)本發(fā)明的冷卻概念的其他不同冷卻路徑;和
[0037]圖8(圖8A和SB)結(jié)合剖視圖顯示了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在散熱器上的發(fā)熱元件的示意簡化視圖。
【具體實施方式】
[0038]下面將參考圖1和2利用實施例說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)。
[0039]圖1顯示了發(fā)熱元件I結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的冷卻裝置K的布置的部分剖視圖。
[0040]發(fā)熱元件I (下面簡稱為元件I)可以是功率半導體元件,諸如晶體管或者具有其他類型外部形狀的電解電容器。本發(fā)明既不限于特定元件也不限于這種元件I的特定外部形狀。而是可以使用任何類型的在操作期間或者至少在特定操作條件下由于功率損耗而發(fā)熱的元件。
[0041]元件I設(shè)置在印刷電路板2上,除了為了說明本發(fā)明而顯示的元件I之外,該印刷電路板還可以具有在印刷電路板2上不同分布的不同類型及尺寸的其他元件。這里,圖2描繪了例如具有大致圓形結(jié)構(gòu)的印刷電路板2。本發(fā)明并不固定印刷電路板2的形狀和尺寸,而是可以應(yīng)用于不同類型、尺寸和形狀的印刷電路板。為了接收其他元件,印刷電路板2包括功能區(qū)域F,其中可以以任何方式設(shè)置其他元件。設(shè)置在功能區(qū)域F中的元件沒有詳細指定并且依賴于相關(guān)電路系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能。
[0042]根據(jù)圖1和2,印刷電路板2插入外殼3中,外殼例如由散熱器4(在圖1的上部)和蓋5 (在圖1的下部)構(gòu)成。當外殼3被組裝且特別是散熱器4安裝到蓋5上時,在兩個部件之間可以設(shè)置密封機構(gòu)6,其可以例如為密封塊或由彈性材料形成的密封環(huán)的形式。
[0043]在圖1和2中,印刷電路板2插入蓋5中,蓋在圖1和其他附圖中位于印刷電路板2之下。散熱器4設(shè)置在印刷電路板2之上(圖2為了更好地描述而未顯示),從而印刷電路板2被容納并可靠保持在散熱器4和蓋5之間。
[0044]圖1顯示了在印刷電路板2上的元件I,其中元件I基本平齊地平放于印刷電路板2上并且可以例如是所謂的表面貼裝元件(SMD元件),但并不限于此。元件可以為此具有相應(yīng)的(通常是可焊接的)連接件。
[0045]在將散熱器4安裝到蓋5上并因而以預(yù)定程度安裝到印刷電路板2以及元件I上之后,散熱器4接觸元件1,從而在元件I和散熱器4之間存在良好的熱連接,其中在元件I中形成的熱量可以以較低的傳熱阻力傳遞到散熱器4。為此,散熱器4在鄰近元件I且在該元件上面的區(qū)域中包括接觸區(qū)域41,該接觸區(qū)域相對于散熱器4的其他結(jié)構(gòu)向下(附圖中)突出并且被構(gòu)造為在其尺寸方面與要熱接觸的元件I對齊,并且當散熱器4完全安裝到蓋5上時,其以較小的壓力平面地接觸元件I以保證良好的熱傳導。
[0046]以相同的方式,蓋5包括突出區(qū)域51,其與蓋5的其他結(jié)構(gòu)相比向上突出預(yù)定的程度,其中蓋5的突出區(qū)域51構(gòu)造在元件I的下方并且在其尺寸方面同樣在很大程度上匹配元件I的大小(尺寸、維度)。
[0047]結(jié)果,元件I處于印刷電路板2上,并且元件I和印刷電路板2設(shè)置在散熱器4的接觸區(qū)域41和蓋5的突出區(qū)域41之間,其中蓋5的突出區(qū)域51以預(yù)定的較低壓力從下面接觸印刷電路板2。這在圖1的剖視圖中示出。在將接觸區(qū)域41壓在元件I上(從上面)以及將突出區(qū)域51壓在印刷電路板2上(從下面)的區(qū)域中,沒有連接導線。根據(jù)圖1,元件I在這些擠壓區(qū)域之外連接至印刷電路板2以及相應(yīng)導體路徑。為了保證良好的熱傳導以及電絕緣,在接觸區(qū)域41和元件I之間以及在突出區(qū)域51和印刷電路板2之間可以設(shè)置薄的絕緣層,其具有良好的導熱性但是電絕緣。以這種方式,還保證了長期有效的電絕緣且同時良好的熱傳導。
[0048]這里,圖2顯示了印刷電路板2的透視圖,其中顯示至少一個元件I (例如,6個元件I)具有相同或相似結(jié)構(gòu)并且例如尺寸相同。這些元件設(shè)置在根據(jù)圖2的印刷電路板2的左邊區(qū)域。在功能區(qū)域F內(nèi)還可以設(shè)置其他元件,諸如元件7或8。這些其他元件7和8也可以是發(fā)熱元件。于是,在其他元件7和8的區(qū)域中,蓋5也可以具有另一突出區(qū)域,并且同樣散熱器4可以以相同的方式且依賴于其他元件7或8在印刷電路板2上的位置而包括另一接觸區(qū)域42。這種其他接觸區(qū)域42例如在下面描述的圖5中示于圖5的下部。
[0049]圖3顯示了根據(jù)圖2的配置的頂視圖,其中在左邊區(qū)域設(shè)置了元件I (相同或相似的發(fā)熱元件),而作為例子在圖3的右邊區(qū)域設(shè)置其他(類似或不同的)元件7和8。
[0050]為了完成整個裝置,在圖2和3中顯示了印刷電路板2的連接機構(gòu)9,其一方面經(jīng)由連接件連接至印刷電路板2,另一方面連接至導線10,電力和控制信號經(jīng)由該導線供應(yīng)給印刷電路板5,特別是其上設(shè)置的電路系統(tǒng)。連接機構(gòu)9可以牢固連接至印刷電路板2,或者可以為插塞連接的形式。另外,在圖2和3的示圖中省略了散熱器4 (冷卻單元),從而可以看到至少一個元件I或多個元件I在印刷電路板2上的布置和位置。
[0051]電路系統(tǒng)例如構(gòu)造在印刷電路板2上且至少具有電子元件I和其他元件7和8,該電路系統(tǒng)可以例如用于控制車輛、家用電器或機器中的電子設(shè)備,并且可以例如與合適尺寸的外殼3 —起用作車輛中的電機的控制機構(gòu)。為此,外殼3連同散熱器4和蓋5可以液密地(結(jié)合密封機構(gòu)6)組裝,從而有效地防止?jié)駳饣蛭廴疚餄B透外殼3,特別是印刷電路板2。這導致整個裝置的較長壽命。
[0052]在根據(jù)圖1的示圖中,一方面元件I位于印刷電路板2上,且這種布置位于散熱器4的接觸區(qū)域41和蓋5的突出區(qū)域51之間。熱量既可以通過接觸區(qū)域41也可以通過突出區(qū)域51傳遞至外殼3的各個部分并且由各個兀件吸收和分布。散熱器4和蓋5作為外殼3的部件,構(gòu)成冷卻單元,該冷卻單元彼此獨立但聯(lián)合移除并分布來自元件I的熱量。散熱器4和蓋5形式的冷卻單元構(gòu)成冷卻裝置K的部件。
[0053]冷卻裝置K還具有冷卻器件20,下面結(jié)合圖1?4詳細描述該冷卻器件。
[0054]根據(jù)圖1的示圖,印刷電路板2上設(shè)置的元件I與印刷電路板2 —起處于散熱器4和蓋5之間,特別是在散熱器4的接觸區(qū)域41和蓋5的突出區(qū)域51之間。于是,用于在元件I中形成的熱量的相應(yīng)接頭直接實現(xiàn)在元件I之上或者在元件I在相對側(cè)(圖中的上側(cè))上所設(shè)置的區(qū)域中在印刷電路板2之下。冷卻器件20包括第一和第二冷卻件21和22,它們各自鄰近發(fā)熱元件并且在這里在元件的不同側(cè)(即,在至少一個元件I的相對側(cè)上)上鄰近至少一個元件I或多個元件I設(shè)置并且固定至印刷電路板2。兩個冷卻件21和22在元件I旁邊且與元件I相距預(yù)定距離地分布,并且從印刷電路板2以圖中向上的方向延伸并超過(至少一個)元件I的高度,從而兩個冷卻件21和22同樣以預(yù)定距離在散熱器4的接觸區(qū)域41旁邊分布,而不接觸散熱器4。
[0055]在根據(jù)圖2和3的圖示中,多個元件I設(shè)置在冷卻器件20的前述冷卻件21和22之間,其中該設(shè)置考慮到以下事實而曲線實現(xiàn):在這個實施例中,印刷電路板2近似實施為圓形平面的形狀,匹配大致圓形實施的外殼3,并進而匹配相應(yīng)的應(yīng)用。本發(fā)明并不限于對應(yīng)于(至少大致)圓弧部分的元件I的配置,而是多個元件I還可以具有印刷電路板2上的任何其他配置形式。進一步的說明結(jié)合根據(jù)圖2和3的圖示進行,其中多個元件I沿部分圓弧設(shè)置。
[0056]冷卻器件20,特別是第一和第二冷卻件21及22的設(shè)置和構(gòu)造也與相應(yīng)選擇的元件I的設(shè)置有關(guān)。優(yōu)選地但不必需地一件式形成的各個冷卻件22和21以多邊形的方式遵循多個元件I的配置,并因而以預(yù)定距離鄰近元件I延伸,其中得到圖2和3中顯示的第一和第二冷卻件21和22的形狀。為了描繪冷卻件21和22的配置,圖4中示出冷卻件22,而沒有示出冷卻裝置K的任何其他部件。多邊形基本對應(yīng)于在第一和第二冷卻件21和22之間設(shè)置的多個元件I的數(shù)目。
[0057]冷卻器件20的兩個冷卻件21和22包括突起23,散熱器21和22可以利用該突起緊固至印刷電路板2。兩個冷卻件21和22到印刷電路板2的連接至少是機械連接(緊固),且優(yōu)選是機械及電子連接。于是在兩個冷卻件21和22以及印刷電路板2上的導體路徑之間存在電連接。關(guān)于機械緊固和優(yōu)選的電連接,突起23突入印刷電路板2的相應(yīng)開口中,從而冷卻件21和22從印刷電路板2并近似垂直于印刷電路板2的平面(例如,圖1、
2、6和7中)向上延伸。冷卻件21和22可以