電氣設備的制作方法
【專利摘要】一種電氣設備，具有所配備的電路板和至少一個泡沫材料部件，其中，該泡沫材料部件至少部分形成殼體地包圍電路板。
【專利說明】電氣設備
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種電氣設備。
【背景技術】
[0002]通常公知，泡沫材料用于隔熱。電氣設備殼體由金屬或塑料制成。
【發明內容】
[0003]因此本發明的目的是，改進電氣設備，其中要能夠實現盡可能簡單的制造。
[0004]按照本發明該目的在電氣設備方面通過在權利要求1中給出的特征實現。
[0005]在電氣設備方面本發明的重要特征是，具有所配備的電路板和至少一個泡沫材料部件，其中，該泡沫材料部件至少部分形成殼體地包圍電路板。
[0006]在此有利的是，通過泡沫部件排出熱量。即，所述泡沫部件沒有隔熱功能，而是具有散熱殼體部件的功能。盡管泡沫材料的質量小，但泡沫材料吸收沖擊能的能力是非常高的。因此可以實現對于電路板的良好保護。
[0007]因此對于產生熱量的元器件起到冷卻裝置作用的泡沫材料本身也發揮電絕緣體、接觸保護和殼體的功能。
[0008]在這里泡沫材料指的是發泡塑料，它們具有大于50%的夾雜氣體或氣泡的體積分量。在發泡時基本材料通過添加泡沫添加劑發泡,其中材料體積至少倍增。由發泡的基本材料制成的小球優選地被在模具中以熱水蒸氣加載，由此使小球焊接、即材料結合地連接，并且整個物體得到由模具給定的形狀。
[0009]在一個有利的設計方案中，該泡沫材料包括發泡的基本材料，該基本材料含有聚丙烯和非氧化的陶瓷材料，該基本材料尤其具有碳化硅、氮化硼和/或碳化硼，尤其具有3%至30%的體積分量。在此有利的是，能夠通過簡單的方法制成具有導熱性能的泡沫材料。
[0010]在一個有利的設計方案中，在所述電路板上配備有一個或多個產生熱量的兀器件。在此有利的是，盡管殼體由泡沫材料制成，仍能通過殼體把熱量排出到周圍環境。
[0011]在一個有利的設計方案中，所述泡沫材料部件相互間形狀鎖合地連接，尤其利用螺栓連接或者以卡夾方式連接。在此有利的是，實現簡單且可靠的連接。
[0012]在一個有利的設計方案中，所述電氣設備利用螺栓旋緊在安裝部件、尤其金屬的安裝部件上，其中所述螺栓使壓緊力流導入到一個泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中。在此有利的是，由電氣設備產生的熱量能夠被安裝部件導出。
[0013]在一個有利的設計方案中，與所述電路板連接的產生熱量的功率模塊在背離電路板的一側上與冷卻體、尤其與鋁冷卻體連接，該冷卻體穿過泡沫材料部件、尤其在其背離功率模塊的一側上通到周圍環境中，尤其通到安裝部件中。在此有利的是，大的熱流能夠通過冷卻體排出到周圍環境。其它由電氣設備產生的熱流能夠通過泡沫材料排出。
[0014]在一個有利的設計方案中，在所述電路板上配備有至少一個插接部件，該插接部件從一個泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中伸出，尤其用于與對應插接部件連接。在此有利的是，電接頭從泡沫材料中伸出并因此能夠接觸。所述插接部件在電路板配備時能夠自動配備，由此能夠簡單且成本有利地制造。
[0015]在一個有利的設計方案中，在所述泡沫材料中設置有尤其由鋁或銅制成的金屬部件，該金屬部件從泡沫材料中伸出到周圍環境中并與電路板和配備在該電路板上的元器件間隔開。在此有利的是，能夠實現改善的散熱。因為盡管泡沫材料的特別導熱能力比空氣好、尤其至少好十倍，但是比銅差并且也比鋁差。
[0016]在一個有利的設計方案中，所述功率模塊與電路板利用螺栓連接，尤其壓板在背離功率模塊的一側上被以螺栓連接方式壓在電路板上，而所述功率模塊被以螺栓連接方式壓在電路板上。在此有利的是，在接觸部位中產生微小的壓力。在此，所述壓板由塑料制成或者多件式地構成，其中向著電路板的方向設置有電絕緣的塑料部件，它被金屬板壓在電路板上。
[0017]其它優點由從屬權利要求給出。本發明不局限于權利要求的特征組合。對于本領域技術人員而言可以由權利要求和/或各個權利要求特征和/或說明書的特征和/或附圖、尤其由任務的提出和/或通過與現有技術比較而提出的任務得出其它有意義的組合可能性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]下面借助于附圖詳細解釋本發明:
[0019]在圖1中示出按照本發明的實施例的示意結構的橫剖面圖。
[0020]在圖2中示出按照本發明的第二實施例的示意結構的橫剖面圖。
[0021]在圖3中示出第一或第二實施例的斜視圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1所示，配備有產生熱量的元器件6的電路板5在兩側被泡沫材料部件(1、2)包圍。
[0023]為此，第一泡沫材料部件I被放置在電路板5的第一側面上，在該第一側面上也設置有兀器件6。
[0024]在電路板5的另一側面上配備有功率模塊9，該功率模塊具有功率半導體并因此也具有高的熱功率。電路板5連同功率模塊9 一起被第二泡沫材料部件2包圍。
[0025]兩個泡沫材料部件(1、2)同時形成殼體。它們也就形成殼體地包圍所配備的電路板。
[0026]此外，至少一個或兩個泡沫材料部件(1、2)由能夠導熱的基本材料制成。
[0027]該基本材料包括聚丙烯、非氧化的陶瓷材料、如碳化硅、氮化硼和/或碳化硼和其它用于改善防火和減小泄露電流、即改善電絕緣強度的添加劑。陶瓷材料的體積分量為3%至30 %，該陶瓷材料在制造時被作為細粉添加。因此，盡管基本材料被發泡并因此制成為含有大量夾雜氣體的泡沫材料部件，仍然能夠達到突出的導熱性。盡管夾雜氣體使導熱變得非常差，但是通過陶瓷材料顆粒形成的鏈在由基本材料形成的泡沫壁中這樣作為局部中斷的從熱源到冷卻源的鏈進行設置，使得通過該一個或多個泡沫材料部件能夠實現非常小的熱阻。
[0028]泡沫材料部件(1、2)也機械地保持住所配備的電路板并且利用螺栓3(該螺栓優選地具有加寬的螺栓頭和/或在其螺栓頭下面設置有墊片)壓向安裝部件12、尤其工作臺或壁，其方法是，使螺栓3至少部分地旋入到那里。
[0029]在功率模塊9所在的電路板5同一側面上還設有電容器4，它起到由所配備的電路板所實現的變流器的中間電路電容器的作用。
[0030]產生熱量的元器件6被通過其連接部件與電路板的導體線路釬焊連接。
[0031]而為了連接功率模塊9與電路板5設有螺栓7，其螺栓頭壓在壓板8上，該壓板——也包括螺栓頭——位于電路板的背離功率模塊的一側上。
[0032]為了產生這種壓緊力，使螺栓7與螺母10連接，螺母又通過壓板被壓在功率模塊上，其中螺母10和壓板11設置在功率模塊的背離電路板的一側上。
[0033]在電路板5上也釬焊連接插接部件，該插接部件的觸點從泡沫材料部件2中伸出，由此能夠從外面連接對應插接部件。通過這種方式能夠使電路板與數據總線連接或者利用其它數據接口連接到另一設備。
[0034]如圖3所示，另一插接部件30還能夠與電路板5釬焊連接，由此能夠通過對應插接部件連接供電線路，該對應插接部件能與同樣從泡沫材料部件2中伸出的插接部件30觸點相連接。
[0035]通過這種方式也就能夠為電路板配備元器件、模塊和插接部件，然后使所配備的電路板被泡沫材料部件包圍，尤其被相應熱壓的泡沫材料部件包圍。
[0036]由此產生的電氣設備能夠被運輸并能安裝在安裝部件12上。
[0037]代替泡沫材料部件也能夠在模具中實現發泡。例如為此將電路板設置在模具中，被球形的基本材料顆粒包圍，然后以熱水蒸汽加載，化學地發泡和/或通過多組分的混合物發泡。
[0038]通過這種方式可以不必制造單個的泡沫材料部件，而是能夠在唯一一個步驟中制造殼體。
[0039]如圖2所示，冷卻體20也能夠與功率模塊5連接，由此能夠使功率模塊的熱量從由泡沫材料部件(1、2)形成的殼體中通過功率模塊5與冷卻體20的直接接觸排出到周圍環境、尤其排出到安裝部件12。由元器件6和/或電容器4產生的熱量還通過導熱的泡沫材料部件I或2排出到周圍環境。
[0040]在另一按照本發明的實施例中，代替兩個泡沫材料部件(1、2)使用更多更少的泡沫材料部件來形成殼體功能、散熱功能和用于電路板連同配備件的機械保持功能。
[0041]附圖標記列表:
[0042]I泡沫材料部件，尤其塑料泡沫材料部件
[0043]2泡沫材料部件
[0044]3螺栓，尤其具有加寬的螺栓頭和/或墊片
[0045]4電容器
[0046]5電路板
[0047]6產生熱量的兀器件
[0048]7 螺栓
[0049]8 壓板
[0050]9功率模塊
[0051]10 螺母
[0052]11 壓板
[0053]12安裝部件，尤其工作臺或壁
[0054]13插接部件
[0055]20冷卻體
[0056]30插接部件。
【權利要求】
1.一種電氣設備，具有所配備的電路板和至少一個泡沫材料部件， 其特征在于， 該泡沫材料部件至少部分形成殼體地包圍電路板。
2.根據權利要求1所述的電氣設備， 其特征在于， 該泡沫材料包括發泡的基本材料，該基本材料含有聚丙烯和非氧化的陶瓷材料，該基本材料尤其具有碳化硅、氮化硼和/或碳化硼，尤其具有3%至30%的體積分量。
3.根據上述權利要求中至少一項所述的電氣設備， 其特征在于， 在所述電路板上配備有一個或多個產生熱量的兀器件。
4.根據上述權利要求中至少一項所述的電氣設備， 其特征在于， 所述泡沫材料部件相互間形狀鎖合地連接，尤其利用螺栓連接或者以卡夾方式連接。
5.根據上述權利要求中至少一項所述的電氣設備， 其特征在于， 所述電氣設備利用螺栓旋緊在安裝部件、尤其金屬的安裝部件上，其中所述螺栓使壓緊力流導入到一個泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中。
6.根據上述權利要求中至少一項所述的電氣設備， 其特征在于， 與所述電路板連接的產生熱量的功率模塊在背離電路板的一側上與冷卻體、尤其與鋁冷卻體連接，該冷卻體穿過泡沫材料部件、尤其在其背離功率模塊的一側上通到周圍環境中，尤其通到安裝部件中。
7.根據上述權利要求中至少一項所述的電氣設備， 其特征在于， 在所述電路板上配備有至少一個插接部件，該插接部件從一個泡沫材料部件或所述泡沫材料部件中伸出，尤其用于與對應插接部件連接。
8.根據上述權利要求中至少一項所述的電氣設備， 其特征在于， 在所述泡沫材料中設置有尤其由鋁或銅制成的金屬部件，該金屬部件從泡沫材料中伸出到周圍環境中并與電路板和配備在該電路板上的元器件間隔開。
9.根據上述權利要求中至少一項所述的電氣設備， 其特征在于， 所述功率模塊與電路板利用螺栓連接，尤其壓板在背離功率模塊的一側上被以螺栓連接方式壓在電路板上，而所述功率模塊被以螺栓連接方式壓在電路板上。
【文檔編號】H05K7/20GK104054405SQ201380005746
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2013年1月9日 優先權日:2012年1月19日
【發明者】J·施密特, M·朔爾納 申請人:索尤若驅動有限及兩合公司