Sistema de disipación de calor para transistores de potencia, según el cual en relación con cada transistor de potencia se dispone un respectivo disipador de calor (4) de aluminio, estableciéndose la unión entre los transistores de potencia (1) y los disipadores de calor (4) correspondientes sobre el borde o por fuera del borde de un circuito impreso (2) sobre el que se conectan los transistores de potencia (1)

Sistema de disipación de calor para transistores de potencia.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con los transistores de potencia que se disponen en aplicaciones como los dispositivos de control de las instalaciones de climatización de los automóviles, proponiendo un sistema de disipación del calor de dichos transistores de potencia, en particular de aquellos ensamblados mediante tecnología de montaje superficial con unas características ventajosas para dicha función.

Estado de la técnica

Las instalaciones de climatización de los automóviles incluyen un dispositivo de control electrónico, el cual se implementa con transistores de potencia que pueden alcanzar elevadas temperaturas durante su funcionamiento, de modo que es necesario incorporar un sistema de refrigeración que proteja a dichos transistores de sobrecalentamientos cuando son atravesados por una corriente eléctrica.

Los dispositivos de este tipo se vienen realizando cada vez más compactos, para reducir sus dimensiones, debido a la limitación de los espacios en los montajes de aplicación, debiendo utilizarse transistores de potencia para montaje superficial directamente sobre la placa de circuito impreso, los cuales no disponen de medios para aplicarles un disipador de calor como antaño, requiriendo de soluciones que permitan fijar elementos disipadores del calor sobre los transistores de potencia en unas buenas condiciones de transmisión térmica, ya que la fijación de dichos elementos disipadores del calor sobre el circuito impreso de conexión de los transistores de potencia no resulta adecuada, debido a que el circuito impreso no es buen conductor del calor.

Para esa función de refrigeración se han desarrollado diferentes soluciones de montaje de disipadores de calor, como la de la Patente ES 2.227.452, que establece la transmisión del calor hacia un disipador mediante taladros metalizados en el circuito impreso al que van conectados los transistores de potencia, con lo cual se complica y encarece la realización de dicho circuito impreso de conexión de los transistores, debido a los taladros que hay que practicar en él.

Otra solución, recogida en la Patente ES 2.328.018, establece la refrigeración a través de un elemento termoconductor insertado en una abertura realizada en el circuito impreso de conexión de los transistores de potencia y un elemento de enfriamiento fijado mecánicamente al elemento termoconductor, lo cual resulta, a su vez, de un montaje complicado y caro, debido al conjunto de elementos que se tienen que incorporar.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un sistema de disipación del calor, aplicable para los transistores de potencia en particular de aquellos ensamblados mediante tecnología de montaje superficial de los dispositivos de control de las instalaciones de climatización de automóviles, o aplicaciones semejantes, con unas características que facilitan el montaje y no afectan a la estructura del circuito impreso de conexión de los transistores.

Según el sistema preconizado, en relación con cada transistor de potencia se dispone asociado un disipador de calor de aluminio, incluyendo entre ambos una capa de unión de un material aislante eléctrico y buen conductor térmico, mediante la cual se establece unión de adherencia entre los dos elementos, determinando conducción térmica y aislamiento eléctrico entre ellos.

Los disipadores de calor se extienden con unas aletas hacia una zona de flujo de aire, pasando a través de una carcasa aislante de alojamiento del conjunto, respecto de la cual los disipadores pueden ir insertados o sobremoldeados, mientras que la unión de dichos disipadores de calor sobre los transistores de potencia se establece en el borde o por fuera del borde del circuito impreso de conexión de los transistores de potencia.

De esta forma los disipadores quedan fijados a los transistores de potencia correspondientes por medio de la capa de unión, en unas condiciones de conducción térmica y aislamiento eléctrico que permiten el paso del calor con gran efectividad desde los transistores de potencia, para la disipación de dicho calor a través de las aletas de los disipadores de calor en la zona de flujo de aire.

Con esta disposición se obtiene por lo tanto una perfecta disipación del calor de los transistores de potencia, sin taladros en el circuito impreso ni incorporación de piezas intermedias entre los transistores de potencia y los disipadores de calor, por lo que la realización del montaje no tiene coste incrementado por estos factores.

La unión de los transistores de potencia con sus respectivos disipadores de calor, puede establecerse a través de unas aberturas practicadas por fresado en el borde del circuito impreso de conexión; pero también pueden disponerse los transistores de potencia sobresaliendo por el borde del circuito impreso de conexión, estableciéndose la unión de los disipadores de calor sobre la zona sobresaliente de los transistores de potencia, por fuera del circuito impreso, con lo cual se reduce en mayor medida en coste de la realización del circuito impreso.

Por todo ello, el sistema de la invención resulta de unas características ventajosas para la aplicación a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de las soluciones conocidas en el estado de la técnica para la misma función.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra una perspectiva explosionada de la disposición del sistema de la invención, según un ejemplo de realización.

La figura 2 es una vista del montaje de un transistor de potencia y su correspondiente disipador de calor, en relación con el circuito impreso de conexión, según el sistema de la invención.

La figura 3 es una vista correspondiente a la sección III-III indicada en la figura anterior.

La figura 4 es una perspectiva explosionada de la disposición del sistema de la invención según otro ejemplo de realización.

Descripción detallada de la invención

El objeto de la invención se refiere aun sistema de disipación de calor, para eliminar el calor que generan en el funcionamiento los transistores de potencia (1) de los dispositivos de control de las instalaciones de climatización de los automóviles, o aplicaciones semejantes, los cuales se disponen conectados a un circuito impreso (2) mediante tecnología de montaje superficial, incluyéndose el conjunto alojado dentro de una carcasa aislante (3).

El sistema preconizado dispone en relación con cada transistor de potencia (1) un respectivo disipador de calor (4) de aluminio, con unión de ambos elementos mediante una capa (5) de material aislante eléctrico y buen conductor térmico, la cual hace de adhesivo, aislamiento eléctrico y conducción térmica, en la unión.

Los disipadores de calor (4) determinan en un extremo una conformación (4.1) de acoplamiento a los correspondientes transistores de potencia (1), mientras que en el otro extremo se extienden con unas aletas (4.2), pasando a través de la carcasa aislante (3) hasta una zona de flujo de aire; en relación con la cual carcasa aislante (3) los disipadores de calor (4) pueden ir insertados o sobremoldeados.

La unión de los disipadores de calor (4), mediante su conformación (4.1), sobre los correspondientes transistores de potencia (1), se establece en el borde o por fuera del borde del circuito impreso (2) de conexión de los transistores de potencia (1), determinando la conformación (4.1) de los disipadores de calor (4) un escalón (7) que sirve de apoyo sobre el circuito impreso (2), con lo cual se obtiene una capa (5) de material de unión uniforme y de grosor determinado, entre los transistores de potencia (1) y los disipadores de calor (4) respectivos.

De este modo, cada transistor de potencia (1) queda asociado individualmente a un respectivo disipador de calor (4), produciéndose a través de la capa (5) de unión una efectiva transmisión del calor que genera en el funcionamiento el transistor de potencia (1), de manera que el calor pasa al disipador de calor (4), disipándose a través de las aletas (4.2) del mismo en la zona de flujo de aire.

Según una realización de montaje, conforme el ejemplo de la figura 1, la unión de los disipadores de calor (4) sobre los respectivos transistores de potencia (1) se establece a través de aberturas (6) practicadas por fresado en el borde del circuito...

1. Sistema de disipación de calor para transistores de potencia, para eliminar el calor que producen en su funcionamiento los transistores de potencia (1) de dispositivos en los que los transistores de potencia (1) van conectados a un circuito impreso (2) mediante tecnología de montaje superficial, alojándose el conjunto dentro de una carcasa aislante (3), caracterizado porque en relación con cada transistor de potencia (1) se dispone un respectivo disipador de calor (4) de aluminio, con una capa (5) de material eléctricamente aislante y buen conductor térmico incluida en la unión entre ambos, determinando el disipador de calor (4) en un extremo una conformación (4.1), mediante la cual se establece la unión sobre el correspondiente transistor de potencia (1), sobre el borde o por fuera del borde del circuito impreso (2) de conexión de los transistores de potencia (1), mientras que el otro extremo del disipador de calor (4) se extiende con unas aletas (4.2) hasta una zona de flujo de aire, pasando a través de la carcasa aislante (3) de alojamiento.

2. Sistema de disipación de calor para transistores de potencia, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la conformación (4.1) de los disipadores de calor (4) determina un escalón (7), el cual sirve de apoyo sobre el circuito impreso (2) para determinar una capa (5) uniforme y de grosor determinado del material de unión entre los transistores de potencia (1) y los disipadores de calor (4) respectivos.

3. Sistema de disipación de calor para transistores de potencia, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque la unión entre los transistores de potencia (1) y los respectivos disipadores de calor se establece a través de aberturas (6) realizadas en el borde del circuito impreso (2) de conexión de los transistores de potencia (1).

4. Sistema de disipación de calor para transistores de potencia, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los transistores de potencia (1) se disponen sobresaliendo del borde del circuito impreso (2) de conexión, estableciéndose la unión de los disipadores de calor (4), sobre los correspondientes transistores de potencia (1), en la zona de éstos que sobresale del circuito impreso (2).