[发明专利]印制电路板和用于制造印制电路板的方法

说明书

本发明涉及印制电路板和用于制造印制电路板的方法。印制电路板(1)包括导电的外层(2)和至少一个导电的内层(4、14)。用于导引大电流的至少一个汇流排(7、8)和用于控制和/或接通大电流的至少一个功率半导体(12)布置在外层(2)的背离至少一个内层(4、14)的侧上。印制电路板(1)在能有效地散热同时实现了高的部件密度。此外，印制电路板(1)能有利且灵活地制造。

技术领域

本发明涉及一种印制电路板、特别是多功能的大电流印制电路板。本发明还涉及一种用于制造印制电路板的方法。

背景技术

由现有技术已知印制电路板。在EP 3 089 565A1中说明了一种示例性的印制电路板。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，创造一种经改良的印制电路板，其在能更为有效地散热的同时尤其实现了高的部件密度并且可以省成本地制造。

该技术问题通过一种带有在权利要求1中说明的特征的印制电路板解决。该印制电路板包括导电的外层和至少一个导电的内层。导电的外层和至少一个导电的内层在下文中为简单起见称为外层和至少一个内层。印制电路板此外还具有用于导引大电流的至少一个汇流排和用于控制和/或接通大电流的至少一个功率半导体。至少一个汇流排和至少一个功率半导体布置在外层的背离至少一个内层的侧上。

至少一个汇流排和至少一个功率半导体形成了功率区域。至少一个内层和导电的外层的没有被至少一个汇流排和至少一个功率半导体占用的、即没有配属给功率区域的那些区域，可以用于用来驱控至少一个功率半导体的控制和调整区域。由此能实现印制电路板中和印制电路板上不同的区域和它们的部件、特别是功率部件和控制或调整部件的高度的集成。

功率区域也称为大电流区域。在功率区域中导引大电流、特别是至少200安的大电流。不需要用于导引大电流的厚铜层。由此可以节省材料。此外，控制和调整区域以及特别是至少一个内层和外层都以标准技术制造。这确保了有利于成本的制造。此外，印制电路板与各应用情形、特别是所需的功率级相匹配。为此可以以在标准技术中制造的包括至少一个外层和至少一个内层的多层系统为出发点，使按本发明的印制电路板通过选出合适的汇流排和功率半导体而灵活地与各需求相匹配。因此，尤其可以通过所使用的汇流排的直径、材料和几何形状确定功率级。

至少一个功率半导体尤其是功率开关、特别是功率晶体管，如MOSFET或IGBT。至少一个功率半导体备选地也可以设计成功率二极管，例如功率LED。若存在多个功率半导体，那么不同的功率半导体可以不同地设计。

印制电路板优选具有多个导电的内层。在不同的内层之间和/或在外层和与之相邻的内层之间可以布置有绝缘层，特别是由具有或不具有玻璃纤维组织的FR-4复合材料制成的绝缘层。印制电路板的背离导电的外层的侧可以具有导电的第二外层。必要时也可以在导电的第二外层上布置有汇流排和/或功率半导体。但优选所有的大电流汇流排和所有的功率半导体都布置在同一导电的外层上。

至少一个汇流排和至少一个功率半导体布置在外层的外侧上。优选所有的功率半导体和汇流排、特别优选整个功率区域都布置在导电的外层的外侧上。布置在外侧上的功率部件具有裸露的表面。裸露的表面形成冷却面、特别是裸露的冷却面，由此确保了从功率区域的有效散热。功率区域，例如在传统的厚铜层中，有利地未嵌入印制电路板的内层中，特别是没有嵌入到有低导热率的绝缘层之间。由此不需要昂贵且繁琐的技术方案例如通过热孔、嵌铜或绝热的金属基底来散出热量和/或导出热量。有效的散热提高了印制电路板的使用寿命并且允许了更高的部件密度。