ПЕЧАТНАЯ ПЛАТА

Полезная модель относится к конструкции печатных плат с улучшенным отводом тепла, и может быть использована в полупроводниковой светотехнике и изделиях, электронные компоненты которых требуют эффективного отвода тепла.
Известна многослойная печатная плата (ПМ №81406, Н05К 3/46, опубл. 10.03.2009), имеющая на поверхности каждого слоя рисунок проводников и контактных узлов, выполненных в виде контактных площадок с припоем, и отверстия в диэлектрической подложке, при этом диэлектрическая подложка имеет двухстороннюю металлизацию и контактные площадки с обеих сторон, при этом на каждой контактной площадке с одной стороны выполнено отверстие в металлизированном слое и слое диэлектрической подложки, и оба отверстия заполнены проводящим материалом.
Недостатком известной полезной модели является, то, что в известной конструкции печатной платы при диаметре отверстий более 0,3 мм велика вероятность образования пустот которые увеличивают тепловое сопротивление, уменьшая эффективность теплоотвода. При диаметре отверстий менее 0,3 мм возможно равномерное заполнение отверстий расплавленным припоем, так как сила поверхностного натяжения расплавленного припоя внутри отверстия противостоит воздействию силы тяжести расплавленного припоя. Однако, уменьшение диаметра отверстий приводит к уменьшению площади тепловых контактов, и как следствие этого - увеличению теплового сопротивления платы, т.е. уменьшению эффективности отвода тепла от теплонагруженного электрорадиоэлемента.
Известна печатная плата (варианты) (ПМ №96450, Н05К 7/20, опубл. 27.07.2010). Печатная плата первого варианта содержит электронный компонент, установленный на контактные площадки, расположенные на диэлектрическом слое, сформированном на одной из поверхностей ее металлического основания, выполненного с углублением. Причем углубление сформировано на противоположной поверхности металлического основания напротив электронного компонента. Причем электронный компонент и контактные площадки покрыты защитным материалом. Во втором варианте печатная плата содержит электронный компонент, установленный на контактные площадки, расположенные на диэлектрическом слое, сформированном на одной из поверхностей металлического основания, выполненного с углублением. Причем углубление сформировано на противоположной поверхности металлического основания, в котором выполнено сквозное отверстие с расположенным в нем электронным компонентом, соединенным с контактными площадками через отверстия, выполненные в диэлектрическом слое. Причем пространство в углублении, вокруг электронного компонента заполнено теплопроводящим диэлектриком. Причем контактные площадки покрыты защитным материалом.
Недостатком известной полезной модели является, то, что в конструкции печатной платы по первому варианту, который взят за прототип, ограничен перечень электронных компонентов, которые возможно заливать защитным покрытием. Недостатком известной полезной модели является также, то, что при ее работе происходит недостаточно эффективный отвод тепла от электронных компонентов.
Задачей предлагаемой полезной модели является разработка печатной платы на металлическом основании с улучшенным отводом тепла от электронных компонентов, а также отсутствием ограничений на конструктивное исполнение электронных компонентов, монтируемых на печатной плате.
Указанный технический результат достигается тем, что печатная плата содержит электронные компоненты, установленные на контактные площадки, расположенные на диэлектрическом теплопроводящем слое, сформированном на поверхности ее металлического основания, при этом на печатной плате выполнены теплоотводящие каналы, заполненные теплопроводящей пастой, с большей теплопроводностью, чем у диэлектрического теплопроводящего слоя.
Печатная плата содержит, по крайней мере, один электронный компонент, который корпусом расположен на теплопроводящей пасте.
3
Теплоотводящие каналы печатной платы получают сначала травлением электропроводящего слоя, например, меди, например, раствором хлорного железа (FеСl), затем удалением диэлектрического теплопроводящего слоя до металлического основания, например, прецизионным фрезерованием или обработкой лазером на станках с числовым программным управлением.
Теплоотводящие каналы печатной платы получают также одновременным снятием электропроводящего слоя, например, меди, и диэлектрического теплопроводящего слоя до металлического основания прецизионным фрезерованием или обработкой лазером на станках с числовьм программным управлением.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется фигурой.
На фиг.изображена печатная плата с монтированными электронными компонентами. Печатная плата содержит: 1 - металлическое основание; 2 - диэлектрический теплопроводящий слой; 3 - электропроводящий слой; 4 - теплопроводящая паста; 5 - контактная площадка; 6 - паяльная маска; 7 - электронный компонент; 8 - электронный компонент, корпусом расположенный на теплопроводящей пасте; 9 - электронный компонент (кристалл).
Печатная плата может быть изготовлена из фольгированного материала с металлическим основанием, например, из материала фирмы DUPONT.
Указанный фольгированный материал с металлическим основанием представляет собой алюминиевое основание толщиной 1,5 мм, на котором сформированы сначала диэлектрический теплопроводящий слой толщиной 15 мкм, а затем слой медной фольги толщиной 35 мкм.
3
Рисунок проводников и контактных площадок печатной платы выполняют средствами стандартной фотолитографии. В этом случае, теплоотводящие каналы печатной платы получают сначала травлением медной фольги, например, раствором хлорного железа (FеСl), а затем удаляют диэлектрический теплопроводящий слой до алюминиевого основания прецизионным фрезерованием или обработкой лазером на станках с числовым программным управлением, оставляя при этом на печатной плате целостным рисунок проводников и контактных площадок.
Рисунок проводников, контактных площадок и теплоотводящие каналы печатной платы получают также, например, одновременным снятием слоя меди и диэлектрического теплопроводящего слоя до алюминиевого основания прецизионным фрезерованием или обработкой лазером на станках с числовым программным управлением.
Заполнение теплоотводящих каналов и рисунка проводников печатной платы осуществляют теплопроводящей пастой, с большей теплопроводностью по сравнению с диэлектрическим теплопроводящим слоем методом трафаретной печати, оставляя контактные площадки открытыми.
При необходимости на теплопроводящую пасту наносят защитную паяльную маску, оставляя контактные площадки открытыми.
После чего, на контактные площадки монтируют электронные компоненты.
Заявленный технический результат предлагаемой полезной модели достигается следующим образом.
При работе печатной платы, отвод тепла от электронных компонентов осуществляется от выводов электронных компонентов через теплопроводящую пасту к металлическому основанию (см. фиг.). В случае когда, по крайней мере, один электронный компонент, корпусом расположен на теплопроводящей пасте, дополнительный теплоотвод осуществляется, не только от его выводов, но и от корпуса теплонагруженного электронного компонента.
На основании вышесказанного можно сделать вывод о том, что предлагаемая конструкция печатной платы на металлическом основании обладает улучшенным отводом тепла от электронных компонентов, а также отсутствием ограничений на конструктивное исполнение электронных компонентов, монтируемых на печатной плате, за исключением компонентов монтируемых в отверстия.