有高度热传导能力的结构部件的装备用于热扩散的制作方法

本发明涉及电路组件（schaltungsanordnung），包括：

-导体板（leiterplatte，有时称为电路板），

-至少一个固定在所述导体板处的光源，以及

-至少一个金属的热传导体。

此外，本发明特别涉及带有至少一个按本发明的电路组件的发光装置以及大灯、尤其机动车大灯，包括按本发明的电路组件和/或按本发明的发光装置。

背景技术：

在多个应用领域、尤其（nichtzuletzt）汽车工业中，在电子电路（elektronikschaltkreisen）中由于上升的封装密度（packungsdichte）和复杂度而达到了越来越高的热输入。导出所述热输入导致高的导体板成本，因为通常fr4基体（substraten）（一种难以易燃的且阻燃的复合材料，由环氧树脂和玻璃纤维织物构成，其在电的导体板中通常用作不导电的载体材料）的使用是不够的。到ims（绝缘金属基板）导体板的转换迄今为止在有高热要求的应用中经常是必要的，由此引起了成本提高。

指出的是，在其中光源固定在导体板上或在所述导体板上运行的应用中，首先所述光源产生累积（anfallende）在所述导体板处的损耗热并且因此取决于所述光源的数量地在这种导体板上存在仅一个唯一的或少量的热点、亦即带有强烈提高的热负荷的地点。迄今为止在这种情况下可能（unterumständen）需要成本昂贵的ims导体板材料用于导出来自所述光源的热。

技术实现要素：

因此本发明的任务在于，提供一种备选的可行方案，用所述可行方案能够使所述至少一个光源的热成本适宜且有效地进行分布（verteilt，有时称为分摊）。

所述任务用本文开头所述类型的电路组件解决，按照本发明，在所述电路组件中所述光源以及所述热传导体实施为smd结构部件，其中，所述光源具有用于接触所述导体板的至少两个接触面且所述热传导体具有用于接触所述导体板的至少一个接触面，其中，所述导体板具有与所述光源的至少两个接触面以及与所述热传导体的至少一个接触面对应的接触面，其中，所述光源的至少两个接触面与所述导体板的对应的接触面分别借助焊接连接部（lötverbindung）来连接，并且所述热传导体的至少一个接触面与所述导体板的对应的接触面借助至少一个焊接连接部来连接，其中，所述光源的至少一个焊接连接部与所述热传导体的至少一个焊接连接部为了在所述光源和所述热传导体之间的热传递而实施为共同的焊接连接部。

术语“smd”是电子领域的专业概念、亦即英语的概念“surface-mountdevice（表面贴装器件）”（德语是“oberflächenmontiertesbauteil”）的缩写。其涉及如下结构部件，所述结构部件能够借助相应布置的电的接触部接触电路载体的或印刷板的表面。所述电路载体能够配备有与所述smd结构部件的电的接触部对应的接触部，因而所述smd结构部件能够借助焊接连接部固定在所述电路载体的表面处且能够被电接触。各个的接触部同样能够构造为纯热接触面。同样不强制性需要的是，所述smd结构部件的、接触共同的焊接连接部的至少一个接触面履行电的功能。虽然能够设置这一点，但对于朝着所述热传导体的热传导而言不是必需的。

术语“共同的焊接连接部”参照构件a和b理解成如下焊接连接部，所述焊接连接部从所述构件a的接触部连续地延伸直到所述构件b的接触部。由此可行的是，能够连续地沿着所述共同的焊接连接部（亦即在焊料（lots）内）在所述构件a和b之间交换热，因而能够有效降低在a和b之间的温差。所述构件a例如涉及光源，所述构件b例如涉及所述热传导体。同样能够附加地在其它构件之间设置有共同的焊接连接部。共同的焊接连接部的设置允许在所参与的构件的接触面之间的无过渡的热传输。

确定的是，在光源中，发射光的面的区域在所述光源的运行中能够特别强烈地变热。因此为了优化所述光源的冷却以及为了避免在所述光源处的显著的温度峰值而能够设置成，所述光源具有发射光的面，其中，所述共同的焊接连接部覆盖（erfassen）所述光源的、至少处于最为靠近所述发射光的面的或者对应于设置成用于热导出的板片（pad）的接触面。

此外能够设置成，所述共同的焊接连接部的高度至少为50微米，其中，所述高度法向于由所述导体板撑开的平面地进行测量。

尤其能够设置成，所述热传导体仅由铝、铜、银、经金属涂层的碳、经金属涂层的硅或它们的化合物构成。

尤其能够适宜的是，所述热传导体是能导电的。所述电路载体的各个的接触部因此能够通过所述热传导体相互连接，因此能够例如简化导体板布局，方式为，能够避免导体电路（leiterbahnen）的交叉。

为了使所述焊接连接部特别稳定地与所述导体板连接以及为了使平行于所述焊接连接部的热传导能力得到进一步改善，能够设置成，所述导体板具有至少一个配属于所述共同的焊接连接部的连续的接触面，所述接触面从所述光源延伸直至所述热传导体且将所述光源与所述热传导体连接。所述焊接连接部在此能够与例如构造为铜面的接触面连接。

此外能够设置成，所述导体板具有多个彼此分离的接触面，所述热传导体借助一个或多个焊接连接部与所述多个彼此分离的接触面接触，由此能够进行从不同的接触面出发或朝着不同的接触面的热传递。

此外能够设置成，所述光源具有激光二极管和/或led。

能够特别适宜的是，宽度b至少为0.8mm，深度t至少是1mm且高度h至少是0.3mm。

尤其能够设置成，所述热传导体构造成长方体形，由此提供了所述热传导体的特别有效且能适宜地固定的设计方案。

此外能够设置成，所述导体板具有至少一个通路（via），其中，所述至少一个通路优选用焊料填充且借助焊接连接部与所述热传导体连接。在此能够适宜的是，所述至少一个通路完全穿过所述导体板。尤其能够设置成，所述至少一个通路从所述光源与所述热传导体的共同的焊接连接部出发延伸到所述导体板中。此外能够适宜的是，所述至少一个通路实施为槽式通路（slot-via），方式为，所述至少一个通路实施为穿过所述导体板的通道，其中，所述通道沿着所述导体板的平面延伸至少2mm、优选在6和20mm之间。当然可行的是，设置有多于一个通路。因此能够例如设置有两个、三个、四个或更多通路，所述通路能够构造为槽式通路或也能够构造为传统的通路。

为了附加地改善所述电路组件的热管理，能够设置成，所述电路组件具有另外的热传导体。原则上能够设置有任意数量的光源和/或传导热的体。概念“数量”在本公开文本的范围内（倘若没有其它说明的话）理解成如下数量，所述数量能够例如是1、2、3、4或更多、尤其6、8、10、12或多于12。本领域技术人员鉴于本公开能够相应于技术要求地选择相应的元件的数量。

尤其能够设置成，另外的热传导体与所述光源的另外的电接触部借助共同的焊接连接部来连接。与此相应地，也能够自由地选择所述共同的焊接连接部的数量。

也能够设置成，所述电路组件具有另外的热传导体，所述另外的热传导体布置在所述导体板的、与所述光源对置的侧处且借助至少一个穿过所述导体板的经焊料填充的通路与所述导体板的光源侧热连接。

尤其能够设置成，所述导体板由fr-4基体构成或构造为ims导体板。在其中所述导体板作为ims材料存在的、按本发明的电路组件虽然成本昂贵，但是能够具有以特殊的程度（ausmaß）优化的热管理。

本发明的另外的方面涉及带有至少一个按本发明的电路组件的发光装置以及大灯、尤其机动车大灯，包括按本发明的电路组件和/或按本发明的发光装置。此外，本发明的一方面涉及车辆，带有按本发明的电路组件和/或按本发明的发光装置和/或按本发明的大灯。

附图说明

下文中借助在图中说明的、示例性的且非限制性的实施方式进一步阐释本发明。其中：

图1示出本发明的第一实施方式的示意图；

图2示出本发明的第二实施方式的示意图；

图3示出本发明的第三实施方式的示意图；

图4（a）至4（f）示出用于改善电路组件的热传导能力的不同的另外的可行方案。

具体实施方式

在下列图中（倘若没有其它说明的话）相同的附图标记表示相同的特征。

图1公开了一种电路组件1，包括导体板2、至少一个固定在所述导体板2处的光源3以及至少一个金属的热传导体4。所述光源3以及所述热传导体4实施为smd结构部件，其中，所述光源3具有用于接触所述导体板2的至少两个接触面3'并且所述热传导体4具有用于接触所述导体板2的至少一个接触面4'。在本实施例中，所述接触面4'构造在所述热传导体4的、整个的面朝所述导体板2的下侧处。所述导体板2具有与所述光源3的至少两个接触面3'以及与所述热传导体4的至少一个接触面4'对应的接触面2'。

所述光源3的至少两个接触面3'与所述导体板2的对应的接触面2'分别借助焊接连接部5a连接，其中，所述热传导体4的至少一个接触面4'与所述导体板2的对应的接触面2'借助至少一个焊接连接部5b连接，其中，所述光源3的至少一个焊接连接部5a与所述热传导体4的至少一个焊接连接部5b为了在所述光源3和所述热传导体4之间的热传递而实施为共同的焊接连接部5ab。

因此可行的是，在图中通过箭头示出的热能够从所述光源3的接触面3'（在本例中右边的接触面3'）在共同的焊接连接部5ab内部连续地朝着所述热传导体4的接触面4'传递。所述焊接连接部5ab典型地具有至少50微米的高度，因此热能够特别有效地从所述光源朝着所述热传导体4传递。所述热传导体4能够为了改善地输出热而具有冷却肋。

所述光源3具有发射光的面3''，其中，共同的焊接连接部5ab覆盖所述光源3的、至少处于最为靠近所述发射光的面3''的接触面3'。

所述热传导体4能够例如由铝、铜、银、锡、经金属涂层的碳或硅或者前述材料的化合物构成。铜的应用由于其出色的热传导能力和其小的热膨胀系数是特别有利的。

如在图1中能够看到的那样，与所述光源3的右边的接触面3'对置地在所述导体板2处构造有接触面2'，所述接触面2'延伸直至传导热的体4并且沿着所述传导热的体4延伸。共同的焊接连接部5ab因此能够构造成特别大面积的，其中，共同的焊接连接部5ab能够固定地与所述接触面2'连接。与此备选地能够设置成，导体板2具有多个彼此分离的接触面2'，所述热传导体4借助一个或多个焊接连接部5b与所述多个彼此分离的接触面2'接触。倘若所述热传导体4构造成能导电的，那么能够除了在所述接触面2'之间的热分布之外还实现所述接触面2'的电连接。例如能够使用激光二极管和/或led作为光源3。所述热传导体4优选具有在3mm和20mm之间的宽度b、在0.3mm和2mm之间的高度h以及在1mm和10mm之间的深度t，其中，深度沿相对于由宽度和高度撑开的平面的法线方向测量。所述传导热的体4优选构造成长方体形，其中，宽度b和深度t确定了长方体的基面并且高度h对应长方体的高度。

图2示出本发明的第二实施方式的示意图，在所述第二实施方式中，与根据图1的实施方式相反地设置有两个热传导体4，这两个热传导体布置在所述光源3的对置的侧处，其中，这两个热传导体4分别通过共同的焊接连接部5ab与所述光源3连接。因此能够附加地改善在所述电路组件1处的热分布。

图3示出本发明的第三实施方式的示意图，其中，与之前所述的实施方式相反，在所述导体板2中分别构造有两个配属于所述光源3的接触面3'的、以槽式通路6的形式的通路。槽式通路6由在所述导体板2中的通道状的空隙构造而成，所述通道状的空隙也能够完全穿过所述导体板2。所述空隙在本例中分别朝着所述热传导体4延伸并且设立成在施加（anbringen）共同的焊接连接部5ab时与引入的焊料连接或用所述引入的焊料填充（ausgefüllt）。为了这个目的，所述通道的内壁能够例如用铜涂层，因而所述焊料能够有效地填充所述通道且能够通过毛细力引入（hineingezogen）到所述通道中，由此所述通道能够完全以所述焊料填充。用共同的焊接连接部5ab的焊料填充的槽式通路6实现了到所述导体板2的内部以及穿过所述导体板的热传递，其中，例如也能够在与所述光源3对置的侧处设置有用于所述电路组件1的热优化的措施，以便将引入到所述导体板2中的热向外导出。因此所述槽式通路6在所述导体板2的与所述光源3对置的侧处能够同样与其它在图中未示出的热传导体接触。在本例中，在所述导体板2的对置的侧处在所述槽式通路6的内壁处的涂层过渡到导体电路接触面2'中。不过与此备选地，同样能够设置有绝缘覆层或例如能够安装有冷却体且将其与所述槽式通路连接。

图4（a）至4（f）分别以在导体板2（未示出）中待嵌入的热传导体7的前部的和侧向的剖面图示出了用于改善电路组件1的热传导能力的不同的另外的可行方案。为了这个目的，热传导体7能够引入到所述导体板2中。所述热传导体7能够例如涉及铜体，其插入到设置在所述导体板2内的开口或加深部中，其中，所述加深部能够借助焊料填充，方式是，使所述热传导体7借助焊接连接部8与所述导体板2固定地连接。所述开口或加深部的侧壁优选用铜加以涂层，以便实现所述焊料与所述开口或加深部的固定的连接以及有效的热传导。图4a至4f示出了这种方式的不同的布置且能够设置为用于优化所述电路组件1的热管理的附加的措施，不过前提是所述导体板2的相应的准备，由此可能提高这种导体板2的成本。这些能集成到所述导体板中的热传导体7原则上也能够与按图1至3的实施方式无关地设置。也就是说所述热传导体7不以按图1至3的、实施为smd结构部件的热传导体4的存在为前提。尤其能够设置成，按图4的热传导体7例如通过槽式通路接触，所述槽式通路又与按图1至3的表面贴装的热传导体4以及共同的焊接连接部5ab处于连接。

通常能够表明的是，通过焊料与热传导体以及在其之下的铜扩散面（kupferspreizfläche）的金属的连接能够实现所述热传导体和热源、例如所述光源3的经改良的热耦合。通过按照本发明的共同的焊接连接部5ab的设置，仅须克服所述焊料的小的热传导阻抗。铜的热传导能力为直到401w/mk，反之，对于铝而言，所述热传导能力为仅直到236w/mk。除了这个结构外，还能够针对带有冷却体的结构体（aufbauten）直接在铜结构部件下方设置有长孔，或者所述结构部件下沉地焊入在所述长孔中，以便实现到所述导体板的下侧处的直接的热传导。所述热传导体7本身能够完全或部分用低熔点的焊料覆盖，其中，通过设置低熔点的焊料使得均匀的焊入变得简单。

以固体形式的铜的高的热传导能力对大多数内行的电子工程人员来说是已知的。所述铜在高功率（high-power）应用中被用于沿着fr4或ims表面来扩散热。不过每个附加的微米铜在导体板基体上电地（galvanisch）生长且在整个基体处具有相同的厚度。这在细微间距（fine-pitch）结构方面除了所述基体的提高的价格外还在所述导体板的湿化学的制造过程中由于各向同性的分离方法（abscheidemethode）引起导体电路最小间距的问题。因此明显较成本适宜和较简单的是，设置之前说明的、用于改善热传导能力的措施。

鉴于这种教导，本领域技术人员能够在没有创造性活动的情况下达成本发明的其它未示出的实施方式。本发明因此不局限于所示出的实施方式。本发明的或所述实施方式的各个的方面也能够加以考虑（aufgegriffen）以及相互组合。重要的是作为本发明的基础的思想，所述思想能够通过本领域技术人员在本说明书的认识内以多种多样的方式实施并且尽管如此仍然保持为其本身。