[发明专利]具有成形部件的印刷电路板及其加工方法

说明书

本发明涉及应用在电力电子领域的印刷电路板，包括成型部件及其生产方法。此处所定义的电力电子领域通常限定的是电气工程中与使用电子元件进行电能转化的子领域部分。相比之下，术语电路或控制电子学一般含义只是电能在信号和数据处理过程的应用。

这种印刷电路板通常包括蚀刻带状导体和/或线路导线。因此，本发明的意思中术语印刷电路板涉及一种印刷电路板或一种可能包括蚀刻的带状导体和/或线路导线的板。

通常，带状导体通过蚀刻制造，即位于所需的带状导体之间的部分从附着在支承板上的铜箔上腐蚀掉。然而，在印刷电路板或导线附着的电路板上，由导电材料制成的线路导线位于设置在电子元件电路板上的连接点之间，用于与板连接，将这些线路导线铸在绝缘材料块中，例如采用合成结构的板。制造这样一个线路齐全的印刷电路板或板的方法例如可以从DE19618917C1得知。

当在电力电子领域使用印刷电路板时，应用传统方法很难实现能够处理突发电流和热量流的所需的导线横截面。温度问题即过热问题经常出现。因此传统的印刷电路板预先确定能量值的能力通常是有限的。

因此，本发明的目的是为了提供一种应用在电子电力领域的印刷电路板，该印刷电路板既相对比较容易生产并且能处理电力电子领域产生的电流和热量流。

根据此发明，通过所述的应用在电力电子领域的印刷电路板，发明目的已经解决，该印刷电路板包括至少一个由导电材料制成的延伸到印刷电路板上和/或板内的成型部件。通过该成型部件，所需的能够处理电力电子领域产生的电流或热量流的导线横截面就能在相对最小的工作量下制作。

本发明中所谓的成型部件最好是一个零件，该零件是在一个分离过程中制成的，其中工件的形状是变化的，通过将该成型部件从这个工件中分离出来制得，并且最终形状包含在开始的形状中。

本发明首选的改进点是从属权利的主题。

如果印刷电路板包括至少一个电子元件的连接点，证明是有优势的。这样的话，电子元件运行过程中产生的电流和热量流很容易在印刷电路板上释放出去。

如果该印刷电路板包含一个由绝缘材料制成的基底，证明是有益的，在此优选在成型部件的一个上表面和/或一个下表面和/或至少一个侧面，最好是成型部件的所有侧面，至少是部分，最好全部用绝缘材料覆盖。这样的话，这个成型部件一方面可以安全地与印刷电路板成为一体另一方面至少一部分被绝缘材料包住，因此短路风险以及可能由于成型部件与其他导电元件的接触导致的短路风险可以大幅度降低。

如果该成型部件至少部分面、最好所有面，包围一个磁体，证明是有益的，在此该成型部件和这个磁体更好地形成一个平面变压器元件。这样的一个平面变压器专用于传输能力在200到5000瓦之间的电力电子系统中。该平面变压器的线圈优选由绝缘材料隔开的多个合适形状的成型部件构成。更好的，柱状铁素体或高导磁合金磁体形状的变压器铁芯是从印刷电路板的上表面插入该印刷电路板的一个孔中。为了减少涡流，可以将磁体烧结。例如该磁体厚3.2mm,为了达到预定的变压比，多个变压器可以串联或并联连接，根据具体需要来定。这样的话，其耐热性能和射频性能可以进一步得到改善。

印刷电路板包含多层，且每层至少一个成型部件，证明是可实现的。在此，各层的成型部件最好形状相同且严格按照与印刷电路板上表面垂直的方向摆放或镜面对称方式一个挨一个摆放，在此优选从印刷电路板的上表面和/或下表面开始的孔,穿过各层延伸至印刷电路板内部，在此磁体特别放置在该孔中。这种三明治状的结构能够在一种特别紧凑的空间中形成高功率密度。在一个有利的实施方式中，磁体的上表面或下表面大体与印刷电路板的上表面或下表面位于同一水平面，且与印刷电路板上表面或下表面相齐平。

在本发明的一个更好的实施方式中，至少一个成形部件需要满足下面至少一个条件：

-成形部件大体在一个平面伸展。

-成形部件用金属制造，最好用铜。

-成形部件至少部分，最好全部嵌入印刷电路板中。

-印刷电路板的上表面和成形部件的上表面要尽量保持互相平行。

-印刷电路板的上表面和成型部件的上表面在一个平面上，且以齐平的方式合为一体。

-成型部件是从一块板状工件上分离出来，优选的采用冲压，磨削，切割，最好是用水射流切割方式。

-成形部件厚度范围为10到2000μm，优选100到1000μm范围，最好是200到500μm范围。

-成形部件的长度和/或厚度最少是其厚度和/或印刷电路板厚度的五倍大，最好至少十倍，最好至少二十倍，最好至少五十倍或最好至少一百倍。