专利名称：冷却装置及具有冷却装置的电器具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于电气或电子组件的冷却装置。
在SMD器件(SMD-表面安装器件)中也使用由涂覆了铜的铝作的印刷电路板，在它上面直接焊接上待冷却的部件，其中印刷电路板由于其良好的导热性能被用作冷却器。
此外已公知待冷却的部件的热量不用冷却器直接散发到环境中，其中散热通过对流及辐射来实现。为了改善散热，这里印刷电路板上的焊接区被放大这样的程度，以使得其面积足够使产生的热散出。如果印刷电路板一侧上的焊接区不足以散热，也可在印刷电路板的另一侧上设置相应的铜表面，其中彼此处于相反侧的焊接区或铜面之间的导热连接通过传统的电过孔连接来实现。
待冷却部件与冷却器之间的间接导热连接体现出一个优点，即在冷却器和待冷却部件的配置及造型时提供了大的设计上的构型活动余地。
最好用于待冷却部件的载体元件是在很大程度上为常规的印刷电路板，其中该印刷电路板可被设计用于装配分立元件或用于装配SMD器件。但也可以，在印刷电路板上不但安装SMD器件而且也安装分立元件。
在本发明的一个方案中，待冷却部件及冷却器被安装在载体元件的同一侧上。
在本发明的一个优选实施形式中，待冷却部件及冷却器则被安装在载体元件的不同侧上，由此使由待冷却部件产生的热必需穿过载体元件传递。
因此，导热元件最好具有至少一个由导热材料作的热过孔连接，这里它最好是一种传统的电过孔连接，它用于一个印刷电路板相反侧之间的电连接。
在本发明的范围中使用的热过孔连接的概念包括适于使热从载体元件的一侧传递到载体元件另一侧上的所有结构。对此并不要求热过孔连接由一种也导电的材料组成。
因此，热过孔连接最好由一个穿透载体元件的孔组成，其中孔的壁用导热材料、例如铜来镀层。
为了改善热耦合，过孔连接在印刷电路板的表面上最好会合到导热材料作的一个平面层中，其中所述导热材料最好是在印刷电路板上形成印制导线的材料。例如可这样做过孔连接会合到一个焊接区中，其中该焊接区相对传统的焊接区具有更大的面积，以便改善散热。
最好该导热层由铜或铜合金组成，它最好通过阻焊漆(Ltstopplack)或银层或锡层失活处理(passivieren)。
在本发明的一个变型方案中，穿透载体元件的孔中被填入导热的材料，以便使过孔连接的横截面积增大及由此改善热传导。这里该材料例如为焊料，但也可使用具有小的润湿倾向的材料，由此可形成尽可能平的表面。
根据本发明的一个变型方案，孔中被填入两种不同的导热材料，其中一种导热材料覆盖孔的内壁，而另一导热材料填充孔的其余部分。
最好载体元件两相反侧之间的这些热跨接通过多个传统的电过孔连接构成，其中各个过孔连接各被设置在相应部件的端子接触部分(“脚印”)下面的区域中和/或相应端子接触部分周围的铜面区域中。在本发明的范围中，这些热过孔连接的数目最好超过原本需要的电过孔连接的数目，以便使由待冷却部件产生的热能穿过载体元件散发。
在本发明的一个优选实施形式中，在载体元件与冷却器之间设有一个电绝缘的导热介质。一方面，这具有防止通过冷却器电短路的优点，这样冷却器也可由导电材料构成。另一方面，导热介质可实现冷却器大面积的热接触及补偿表面的不平度，这也有助于减小热传递阻力。
最好载体元件与冷却器之间的导热介质是层状的，以便保证电绝缘及大面积的热接触。
在本发明范围中使用的冷却器可以是传统的，但最好是使用装置壳体或将原来就有的其它部件用作冷却器，以便可有利地放弃使用单独的冷却器。因此譬如在一个具有电动机的手持式工具机上可用电动机壳体用作冷却器。
此外本发明还涉及具有如上所述的冷却装置的电器具。因此根据本发明的冷却装置由于其大的结构构型设计上的自由度及由于特别紧凑结构的可能性，可有利地用于手持式工具机、蓄电池供电的拧螺丝机及磨削机等器具中。
附图为
图1根据本发明的冷却装置的概要图。
这里仅是以单个电子部件10的形式示范地表示该电子装置，它被安装在一个印刷电路板12上。在此，待冷却的部件10涉及所谓的SMD器件(SMD-表面安装器件)，它被直接固定在印刷电路板12上，但也可能替换地或附加地在印刷电路板12上安装分立元件。不过在印刷电路板12上安装分立元件时在印刷电路板的底侧必需设置用于接收接头线的留空，因为这些接头线在印刷电路板12的底侧上伸出。
为了部件10的电触点接通，在印刷电路板12的上侧以传统方式设有一个由铜作的印制导线层14，其中该印制导线层14仅在各个印制导线区域上用铜覆盖印刷电路板12的表面，而印刷电路板12表面的其它部分未被覆盖。这里部件10的端子触头被以传统方式焊接在印制导线层14上。
在印刷电路板12的底侧上则是设置了一个平面的铜层16，该铜层大面积地延伸在印刷电路板12底侧的部分区域上及可实现在印刷电路板底侧上的平面散热。
此外印制导线层14通过普遍常规的过孔连接18与铜层16导热地连接，以便使由部件10产生的热穿过印刷电路板12被传导到铜层16上。
过孔连接18各由一个垂直于印刷电路板12平面延伸的、并穿透印刷电路板12的孔组成。该孔的壁用铜镀层，其中该铜层构成了印刷电路板12的上侧与底侧之间的导热桥。
最后在铜层16的底侧设有一个层20，它由电绝缘但能导热的材料构成。层20例如可被涂制或喷溅上。但也可以，层20构成一个单独的部件，它在安装时被镶嵌上。
铜层16及导热层20由于它们良好的导热性能可用于均衡局部的温度峰值，以使得在铜层16及导热层20中的温度在很大程度上一致。这方面有利的是，散热不被限制在相应部件10下面的有限空间区域中，而是延伸在铜层16及导热层20的整个平面上，由此减小了热传递阻力及改善了冷却效果。
最后，该冷却装置具有一个冷却器22，它由一个电动机壳体构成，由此可免除一个单独的冷却器。该冷却器22被导热层20平面地接触，以使得热传递阻力相对很小。
在该冷却装置工作时，由部件10产生的热量通过过孔连接18传递到铜层16上，后者再将热通过层20传递到冷却器22上。
此外，该冷却装置具有一个吹风机，为简明起见它未被示出及它可有效地冷却冷却器22，其方式是用周围环境的空气对冷却器22吹风。
最后，所示出的冷却装置具有另一个冷却器24，它设在与部件10相同的印刷电路板12的一侧上。
本发明并不被限制在以上所描述的优选实施例上。而本发明可具有许多变化及改型，它们将同样利用本发明的构思及因此也将落在其保护范围之中。
权利要求
1.一种冷却装置，它具有至少一个载体元件(12)，至少一个设在载体元件(12)上的电部件(10)及至少一个设在载体元件(12)上的冷却器(22，24)、用于散出由部件(10)产生的热，其特征在于载体元件(12)具有至少一个导热元件(18)，它使部件(10)与冷却器(22，24)导热地连接。
2.根据权利要求1的冷却装置，其特征在于部件(10)及冷却器(24)被安装在载体元件(12)的同一侧上。
3.根据权利要求1的冷却装置，其特征在于部件(10)及冷却器(22)被安装在载体元件(12)的相反侧上。
4.根据权利要求3的冷却装置，其特征在于导热元件(18)具有至少一个设在载体元件(12)中的、由导热材料制成的热过孔连接，以便使部件(10)在载体元件(12)一侧上产生的热排导到设在载体元件(12)反面一侧上的冷却器(22)上。
5.根据权利要求4的冷却装置，其特征在于过孔连接(18)具有一个穿透载体元件(12)的孔，该孔的壁用导热材料覆层。
6.根据权利要求5的冷却装置，其特征在于载体元件(12)的孔中被填入导热的材料。
7.根据权利要求6的冷却装置，其特征在于载体元件(12)的孔中被填入第一导热材料及第二导热材料，其中第一导热材料覆盖孔的内壁，而第二导热材料填充孔的其余部分。
8.根据权利要求4至7中至少一项的冷却装置，其特征在于过孔连接(18)至少在载体元件(12)的一侧上会合到由导热材料制成的一个平面层(16)中。
9.根据权利要求8的冷却装置，其特征在于由导热材料制成的平面层(16)被通过阻焊漆或银层或锡层失活处理。
10.根据以上权利要求中至少一项的冷却装置，其特征在于在冷却器(22)与载体元件(12)之间设有一个电绝缘的导热介质。
11.根据权利要求10的冷却装置，其特征在于该导热介质是层状的。
12.根据以上权利要求中至少一项的冷却装置，其特征在于冷却器(22)是一个电动机的壳体。
13.一种电器具，它具有根据以上权利要求中至少一项的冷却装置。
全文摘要
本发明涉及一种冷却装置，它具有至少一个载体元件(12)，至少一个设在载体元件(12)上的电部件(10)及至少一个设在载体元件(12)上的冷却器(22，24)、用于散出由部件(10)产生的热。本发明提出载体元件(12)具有至少一个导热元件(18)，它使部件(10)与冷却器(22，24)导热地连接。
文档编号H05K1/02GK1449239SQ03108818
公开日2003年10月15日 申请日期2003年3月28日 优先权日2002年3月30日
发明者福尔克尔·博施, 贝恩特·维尔尼策尔 申请人:罗伯特·博施有限公司