电子板和热沉的组件以及包括这种组件的马达风扇单元的制作方法

电子电路装置的制造及其应用技术1.本发明涉及一种用于机动车辆马达风扇单元的电路板和热沉的组件。本发明还涉及这种马达风扇单元和包括这种马达风扇单元的用于机动车辆的通风装置。背景技术：2.马达风扇单元装备到机动车辆供暖、通风和/或空调装置，该装置调节旨在被送入车辆内部的空气流的温度。3.马达风扇单元用于使空气流进入并在供暖、通风和/或空调装置中流通，直到空气进入车辆内部的出口开口。4.以已知的方式，马达风扇单元具有例如带有电刷的电马达，用于使空气运动的叶轮安装在所述电马达上；用于控制电马达的装置，所述电马达控制装置包括电路板和电子部件；以及热沉。5.在马达风扇单元内，热沉的目的是冷却电路板和马达控制电子部件，特别是高功率部件。传统上，热沉是板的形式，配备有从板突出的立柱，板和立柱由导热材料制成。6.由于立柱的存在，这种解决方案具有体积大的缺点。此外，冷却效果并不总是令人满意。这种类型的热沉的重量也相对较高。7.此外，包括立柱的热沉通常通过模制生产。这种制造方法特别昂贵，从而增加了热沉的总成本。8.本发明的一个目的是提供一种电路板和热沉的组件，其不会具有现有技术的至少一些缺点。9.此外，未公开的申请fr1901364公开了一种用于机动车辆马达风扇单元的电路板的热沉，其包括用于与由马达风扇单元驱使移动的空气流进行热交换的表面，称为交换表面，所述交换表面包括平面部分，该平面部分构造成使得，在安装在马达风扇单元中的位置，由马达风扇单元驱使移动的空气流基本平行于所述平面部分流动，该交换表面还包括一组与所述平面部分齐平的盲腔。技术实现要素：10.本说明书提出了一种电路板和热沉的组件，特别是用于机动车辆马达风扇单元，包括：[0011]-电路板；[0012]-热沉，包括固定到电路板上且表面具有贯穿开口的板以及设置在电路板和所述板之间的导热膏。[0013]因此，可以通过挤出和切割来制造热沉。替代地，热沉可以通过冲压金属板来制造。这些制造方法中的每一种都比模制方法更经济，从而可以降低热沉的成本。[0014]此外，这种结构出乎意料地改进了空气在热沉的板表面处的对流，使得通过热沉进行的冷却更加有效。这种配置允许热沉的体积减小，这也允许通过减小压降来改善空气和声学性能。这是因为该热沉对气流的阻力更小。[0015]此外，由此制造的热沉比现有技术中已知的热沉更轻[0016]电路板和热沉的组件可以具有一个或多个以下特征：[0017]-布置在电路板和板之间的导热膏是不可渗透的和/或粘性的；[0018]-布置在电路板和板之间的导热膏具有1w/mk至50w/mk的热导率；[0019]-导热膏是环氧树脂或由硅树脂制成；[0020]-导热膏在电路板和板之间形成厚度为25μm至450μm的层；[0021]-导热膏的层具有延伸到板中的贯穿开口中的至少一个凸起元件；[0022]-板中的每个贯穿开口具有多边形截面，特别是六边形或矩形截面，或圆形截面；[0023]-板中的贯穿开口具有多边形截面，板的厚度与多边形截面的一边的长度之比为0.005至0.5；[0024]-每个贯穿开口的横截面积为10mm2至500mm2；[0025]-贯穿开口以四边形网格设置，对于矩形和/或交错的四边形，或者一蜂窝网格设置；[0026]-组件包括至少一个电子部件，该电子部件具有电子部件主体和至少一个紧固凸片，所述紧固凸片从电子部件主体穿过电路板到达所述板，所述紧固凸片至少延伸到所述板中的贯穿开口；[0027]-紧固凸片的在电路板和自由端之间的部分被覆盖有导热膏，电子部件优选地具有至少两个紧固凸片，每个紧固凸片被接收在一贯穿开口中；[0028]-电子部件具有至少两个紧固凸片，每个紧固凸片被接收在一贯穿开口中；[0029]-电子部件具有至少两个紧固凸片，每个紧固凸片被接收在相应的贯穿开口中，所述相应的贯穿开口优选彼地此相邻；[0030]-板和/或电路板不具有通过螺钉或卡扣来紧固的孔；[0031]-板包括用于通过螺钉或卡扣来紧固的至少一个孔，该板优选地在紧固孔附近没有贯穿开口；和[0032]-板由铝合金制成，例如alsi12、al9cu或alsi10。[0033]根据另一方面，还描述了一种用于机动车辆的马达风扇单元，包括马达、用于使空气流运动并被配置为由马达驱动的叶轮、以及用于控制马达的控制装置，该控制装置具有如上所述的以其所有组合的电路板和热沉的组件。[0034]根据另一方面，还描述了一种用于机动车辆的通风装置，包括：[0035]-如上所述的以其所有组合的马达风扇单元，[0036]-管道，马达风扇单元的叶轮被接收在管道中，板被接收在管道中，板特别地形成管道的壁的至少一部分。[0037]根据又一方面，还描述了一种用于制造如上所述的以其所有组合的电路板和热沉的组件的方法，包括以下步骤：[0038]-提供板，其中，提供板的步骤优选包括挤出成型元件的子步骤，该成型元件的截面对应于板的截面，随后是从成型元件切割出板的子步骤；[0039]-将导热膏施加到电路板和/或板上；以及[0040]-将板紧固到电路板。[0041]提供板的步骤还可以包括提供实心板的子步骤，其随后是冲压实心板的子步骤。[0042]将板紧固到电路板的步骤还可以包括在空气中聚合导热膏的子步骤。[0043]将板紧固到电路板的步骤还可以包括通过加热导热膏使导热膏聚合的子步骤。附图说明[0044]通过阅读下面的详细描述并研究附图，进一步的特征、细节和优点将变得显而易见，在附图中：[0045]图1示出了包括马达风扇单元的车辆通风装置的细节的局部剖视图。[0046]图2示出了可用于图1中的马达风扇单元的电路板和热沉的组件的第一示例的透视图。[0047]图3示出了图2中的电路板和热沉的组件的第一示例的俯视图。[0048]图4示出了穿过图2中电路板和热沉的组件的第一示例的纵向截面的细节。[0049]图5示出了穿过图2中的电路板和热沉的组件的纵向截面的另一细节。[0050]图6示出了可用于图1中的马达风扇单元的电路板和热沉的组件的第二示例的正视图。[0051]图7示出了可用于图1中的马达风扇单元的电路板和热沉的组件的第三示例的正视图。[0052]图8示出了用于获得根据图2、6和7之一的电路板和热沉的组件的制造方法的条形图。具体实施方式[0053]下面参照附图描述机动车辆的通风装置，其细节在图1中示出。[0054]通风装置8结合了马达风扇单元10。马达风扇单元10具有风扇14。在这种情况下，风扇14包括电马达12和叶轮15，叶轮15被配置为由马达12驱动围绕马达14和叶轮15共同的旋转轴线a1旋转。在这种情况下，叶轮15被接收在通风装置8的管道16中。因此，风扇14在管道16中产生空气流。[0055]马达风扇单元10还包括用于控制电马达12的装置18。控制装置18包括电路板22和紧固到电路板22的电子部件20(图1中不可见)。控制装置18使得可以控制风扇14的电马达12。[0056]马达风扇单元10还包括能够冷却控制装置18的热沉24。如图1所示，热沉24被接收在管道16中，风扇14的叶轮15被接收在管道16中。替代地，热沉24可以被布置成形成管道16的壁的一部分。这些配置允许热沉24与风扇14产生的空气流交换热量，特别是通过对流。[0057]如图2所示，热沉24包括板28和导热膏26。热沉24被紧固到电路板22。导热膏26设置在板28和电路板22之间。因此，马达风扇单元10包括由电路板22和热沉24组成的组件11。[0058]热沉24的板28在与电路板22的延伸平面平行的平面中具有表面，该表面具有贯穿开口30。贯穿开口30允许风扇14产生的空气流经过进入这些贯穿开口30，同时在板28附近的空气流中产生湍流。此外，贯穿开口30使得可以限制板28的重量，并且在此过程中限制热沉24的重量。[0059]板28优选由具有良好导热性的材料制成。例如，板28可以是铝合金，特别是alsi12、al9cu或alsi10。这些合金的优点是具有良好的导热性，同时重量相对较轻。[0060]如图2和图3所示，板28中的贯穿开口30可以具有多边形截面s。这种多边形截面s相对容易制造。在所示的例子中，截面s是六边形的。优选地，截面s是正多边形的形式，特别是正六边形。[0061]贯穿开口30具有穿过板28基本恒定的截面。换句话说，贯穿开口30基本上是柱形的，在这种情况下具有多边形截面。然而，替代地，贯穿开口30可以是截头锥形的。换句话说，与板28的另一面相比，在板28的一面上贯穿开口30的横截面可以更小。特别是当贯穿开口30通过冲压制造时，可以是这种情况。[0062]贯穿开口30的截面s的面积a例如在10mm2和500mm2之间。面积a应理解为截面s的在适用处的最大面积。[0063]板28具有长度l、宽度l和厚度e。板28的长度l对应于其最大尺寸。例如，板28的长度在50mm至200mm的范围内。宽度l对应于板28的第二大尺寸，其可以可选地等于板28的最大尺寸。板28的宽度l例如在25mm至180mm的范围内。在这种情况下，板28的长度l和宽度l在与电路板22的延伸平面平行的平面中测量。最后，板28的厚度e1是板28的最小尺寸。在这种情况下，厚度e1在正交于电路板22的延伸平面的方向上测量。板28的厚度e1例如在0.5mm至5mm的范围内。与板28的长度l和宽度l相比，板28的厚度e1有利地具有小的尺寸。例如，板28的厚度e1至少比板28的长度l和宽度l小10倍，优选至少比板28的长度l和宽度l小50倍。贯穿开口30沿着板28的厚度方向取向。[0064]板28的厚度e1和多边形截面s的一边的长度l之间的比率e1/l例如为0.005至0.5。这样的比率确保了由风扇14产生的空气流在贯穿开口30中的良好流通。[0065]如图3所示，多边形截面s的一边的长度ls与两个相邻开口30的两个中心c1、c2之间的距离d之间的比率例如为0.1至0.5。比值ls/d的这样的值确保了贯穿开口30在板28的表面中的良好的占据水平。[0066]如图3所示，两个相邻开口30的中心c1、c2之间的距离d在整个板28上是相同的。因此，贯穿开口30在板28上的分布是规则的，使得可以通过板28实现规则的冷却。因此，板28的刚度也可以在板28的制成贯穿开口30的区域上相同。此外，这可以使得更容易制造板28，特别是通过冲压。[0067]替代地，板28可以包括没有贯穿开口30的区域。因此，这些区域表现出比板28的其余部分更大的刚度。有利地，通过冲压制造使得可以避开需要更大刚度的区域。[0068]如图3所示，贯穿开口30以网格设置。在这种情况下，网格被理解为通过一个或多个重复的图案对板28的平面进行规则或不规则的划分。在这种情况下，网格是规则的，由在两个线性独立的方向上重复的图案m组成。贯穿开口30在这种网格中的分布使得可以在板28的整个表面上实现规则的冷却。此外，因此实现了板28的刚度和重量之间的良好的折衷。[0069]例如，在图3中，图案m是由四个相邻的贯穿开口30的中心c3、c4、c5、c6形成的平行四边形。这种图案m使得可以优化板28上的贯穿开口30的占据水平，同时保持板28的令人满意的刚度。[0070]然而，图3所示的网格m可以被描述为蜂窝网格，因为六边形的贯穿开口30在这种情况下形成蜂窝图案。因此，在该网格中，贯穿开口30的每一边平行于并紧挨着相邻的贯穿开口30的一边延伸。这种类型的网格有利地使得可以最大化板28中的贯穿开口30的数量，同时保持板28的刚度。[0071]图案m基本上分布在板28的整个主表面上。具体地说，在这种情况下，板28的边缘没有贯穿开口30。[0072]如图4所示，热沉24包括设置在电路板22和板28之间的导热膏26。热板26因此填充存在于板28和电路板22之间的微腔。存在于板28和电路板22之间的微腔可能会截留空气，这表现出显著的热阻。因此，优选通过导热膏26填充微腔，以改进电路板22和板28之间的热传递。[0073]例如，热板26具有1w/mk至50w/mk的热导率。导热膏26的热导率优选大于空气的热导率。[0074]导热膏26形成例如电路板22和板28之间的层。层的厚度e2，在板28和电路板22之间测量，例如为25μm至450μm。因此，厚度e2足以填充电路板22和板28之间的微腔。然而，导热膏的热导率可以低于板28的热导率。因此，为了更好地将热量从电路板22传递到风扇24的空气流，优选限制热板26的厚度e2。[0075]导热膏26可以是粘性的。在这种情况下，导热膏26使得可以将板28紧固到电路板22上。这种粘性导热膏26例如是9712硅树脂。[0076]当导热膏26是粘性的时，板28和/或电路板22可以不具有用于紧固螺钉或卡扣的孔。具体地，在这种情况下，板28可以仅通过导热膏26紧固到电路板22，优选地不使用任何紧固螺钉。用于通过螺钉或卡扣进行紧固的孔与贯穿开口30的不同之处主要在于其圆形的(可选地带螺纹的)形状和/或其截面面积，该截面面积小于贯穿开口30的截面s的面积a。[0077]导热膏26还可以是不可渗透的。在这种情况下，不可渗透意味着不透水。在这种情况下，导热膏26使得可以保护电路板22和电子部件20免受风扇14产生的空气流中存在的湿气的影响。这种不可渗透的导热膏26例如是9712硅树脂。[0078]导热膏26也可以既是粘性的又是不可渗透的。这种既是粘性的又是不可渗透的导热膏26例如是9712硅树脂。[0079]如果导热膏26不在板28的周边提供密封，则可以在板28的周边处设置密封件以便提供该密封。密封件防止沿着板28流动的空气与位于电路板22的与紧固到板28的面相反的面上的电子部件20接触。密封件的存在使得可以例如使用非不可渗透的导热膏26。[0080]如图4所示，导热膏26的层可以形成突出到贯穿开口30中的凸起32。凸起32可以在导热膏26上的板28的重量的作用下形成。[0081]在图5中，示出了紧固到电路板22的两个电子部件20a、20b。如图所示，每个电子部件20a、20b包括主体34，并且在这种情况下包括两个紧固凸片36。在这种情况下，每个紧固凸片36从相关电子部件20a、20b的主体34延伸到板28，穿过电路板22。在这种情况下，每个紧固凸片36从相关电子部件20a、20b的主体34延伸到所讨论的紧固凸片36的自由端38。在这种情况下，每个自由端38被接收在贯穿开口30中。这使得可以避免板28和电子部件20a、20b之间的接触。此外，不同紧固凸片36的自由端36不从板28突出。[0082]在图5的例子中，紧固凸片36在电路板28和紧固凸片36的自由端38之间的部分没有从导热膏26的层突出。因此，紧固凸片36的自由端38特别地覆盖有导热膏26。因此，紧固凸片36的自由端38不与周围环境直接接触。这使得可以例如保护电子部件20a、20b免受由风扇14产生的空气流中的湿气影响，特别是当导热膏26不可渗透时。[0083]如图5所示，第一电子部件20a具有两个紧固凸片36，使得两个紧固凸片36之间的距离小于贯穿开口的直径。术语“直径”在这里广义地理解为指贯穿开口30的截面s的两点之间测量的最大距离。在这种情况下，有利的是，电子部件20a的两个紧固凸片36可以被接收在同一个贯穿开口30中。[0084]替代地，电子部件20b的紧固凸片36之间的距离优选地选择成使得紧固凸片36被接收在分开的贯穿开口30中。这限制了紧固凸片36之间接触的风险。特别地，如图5所示，电子部件20b的紧固凸片36之间的距离被选择为使得紧固凸片36被接收在相邻的贯穿开口30中。为此，电子部件20被选择为其中紧固凸片36之间的距离基本上等于两个相邻的贯穿开口30的中心c1、c2之间的距离d。[0085]图6示出了板28的第二示例，其中贯穿开口30限定了网格的第二示例。分布图案m2由四个相邻的贯穿开口30的中心c3、c4、c5、c6形成。由此定义的图案m2是在两个垂直的方向上平移移动的矩形，所述图案m2在板28的基本整个表面上重复。于是，通过重复四边形图案，定义了四边形网格。[0086]图7示出了板28的第三示例，其中贯穿开口30限定了网格的第三示例。在这种情况下，贯穿开口30限定了贯穿开口30的中心交错的图案m3。术语交错在这种情况下被理解为意味着图案m3由一组五个相邻的贯穿开口30限定，使得其中四个贯穿开口的中心c3、c4、c5、c6限定一矩形，特别是正方形，并且第五个贯穿开口30的中心c7基本上位于矩形c3c4c5c6的中心。如此定义的图案m3是矩形的，其在两个垂直的方向上平移移动，基本上在板28的整个表面上重复。这样产生的网格可以描述为交错的四边形网格。这种类型的网格允许在贯穿开口30在板28中的占据水平和板28的刚度之间进行折衷。[0087]现在将参照图8描述用于制造如上所述的电路板22和热沉24的组件11的方法100的例子。[0088]如图所示，制造方法100包括提供板28的第一步骤102。[0089]提供板的步骤102可以包括挤出成型元件的第一子步骤。然后，成型元件可以具有与板28具有的贯穿开口30一样多的纵向管道。成型元件特别地可以具有与板28的截面基本相同的横截面。提供板28的步骤102然后可以具有切割在第一子步骤中获得的成型元件的第二子步骤，以便获得具有期望厚度e1的板28。有利地，提供板28的步骤102然后没有其他后续子步骤。[0090]替代地，提供板28的步骤102可以包括提供具有实心截面的板的第一子步骤，随后是产生贯穿开口30的第二子步骤。在这种情况下，贯穿开口30特别地可以通过冲压制造。[0091]制造方法100然后包括将导热膏26施加到电路板22和/或板28的第二步骤104。[0092]制造方法100以将板28紧固到电路板22的第三步骤106继续进行。紧固步骤106可以具有在空气中聚合导热膏26的子步骤。替代地，紧固步骤106可以具有通过加热导热膏26来聚合导热膏26的子步骤。有利地，紧固步骤106不包括通过螺旋连接将板28紧固到电路板22或者通过铆合(staking)将板28紧固到电路板22的子步骤。[0093]本发明不仅仅限于上述示例，而是本领域技术人员可获得的许多变体的主题。[0094]在所描述的示例中，贯穿开口30具有多边形截面s。然而，贯穿开口30可以具有圆形截面。具有圆形截面的开口实际上可以更容易制造，特别是通过钻孔或冲孔。[0095]贯穿开口30可以在整个板28上不都具有相同的截面s。例如，贯穿开口30可以具有第一多边形截面，而其他贯穿开口30可以具有第二多边形截面或圆形截面。[0096]贯穿开口30可以以除上文描述之外的其它类型的网格分布。[0097]特别地，由在板28上或基本上整个板28上不规则复制的图案构成的网格是可行的(“不规则网格”)。替代地，由两个或多个图案的规则或不规则复制组成的图案也是可行的。[0098]贯穿开口30可以不在板28的整个表面上存在，特别是为了局部地加强所述板。特别地，当板具有用于通过螺钉或卡扣紧固的孔时，板28在该用于通过螺钉或卡扣紧固的孔附近优选地不具有贯穿开口30。









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