使用加压空气或气体冷却导电迹线制造技术

电气组件包括介电基板和覆盖在基板上的金属导电迹线。金属导电迹线具有形成管道的中空横截面。环形构件从金属导电迹线突出。环形构件具有与管道连通的开口，开口用于接收加压空气或气体。

【技术实现步骤摘要】
使用加压空气或气体冷却导电迹线
本公开涉及使用加压空气或气体冷却导电迹线，以及更具体地涉及与电路板或基板有关的冷却的导电迹线。
技术介绍
在某些现有技术中，在电路板上使用重注铜迹线(heavy-pourcoppertraces)以保持较低的迹线电阻，并防止高电流应用的过热，例如用于车辆的电力电子设备。铜迹线消耗贵重的金属资源并使电力电子设备增加额外的重量。重注铜迹线的尺寸可基于工程指南允许最大允许的电流密度。高频电流倾向于在导体或铜迹线的表面或表皮处流动，这会增加电阻并导致额外的热负荷。在一些现有技术中，使用外部冷却来使铜迹线和电路板的温度保持在允许的最大限度以下。例如，外部冷却可能涉及将介电热界面材料放置成与铜迹线接触以将热量传递到散热器。铜迹线的外部冷却往往会增加电力电子系统中电路板的复杂性、尺寸和成本。因此，需要在不增加热界面材料和散热器的情况下冷却迹线。
技术实现思路
根据一个实施例，电气组件包括介电基板和覆盖基板的金属导电迹线。金属导电迹线具有形成管道的中空横截面。环形构件从金属导电迹线突出。环形构件具有与管道连通的开口，所述开口用于接收加压空气或气体。附图说明图1是覆盖基板的导电迹线的一个实施例的立体图。图2是导电迹线沿着图1的参考线2-2的截面图。图3是覆盖基板的导电迹线的另一个实施例的立体图。图4是导电迹线沿着图3的参考线4-4的截面图。图5是导电迹线沿图3的参考线5-5的截面图。图6是图3的导电迹线的立体示意图，其中一部分被切除以显示横切面。图7是图3的导电迹线的平面图。图8是图3的移除连接器的导电迹线的分解图。具体实施方式图1是覆盖介电基板14的导电迹线12的一个实施例的立体图。根据一个实施例，电气组件10包括介电基板14和覆盖介电基板14或基板(例如电路板)的介电层的金属导电迹线12。金属导电迹线12具有形成适于输送空气，气体或流体(例如气相物质流体)的管道22(例如，空气管道)或导管的横截面18(例如，图2中的中空横截面)。环形构件20从金属导电迹线12、介电基板14或该两者突出。环形构件20具有与管道22连通的开口24，开口24布置成接收压缩或加压的空气或气体(例如，空气或气体被加压或压缩到大于环境大气压力的压力)。在一个实施例中，环形构件20的开口24具有内螺纹40，用于接收空气软管或联接器26(例如螺纹联接器)，所述空气软管或联接器26用于来自压缩空气或气体的压缩机或箱体的压缩空气或压缩气体(例如氮气或二氧化碳)。联接器26(例如，联接器)连接到环形构件20，并且适于在入口23处从软管、管或气动管线接收压缩空气或气体，所述软管、管或气动管线连接到压缩空气、气体或流体的压缩机、箱体或其他源。在替代实施例中，代替加压空气或压缩空气，制冷系统可与压缩机一起使用，该压缩机(例如，作为冷凝器起作用)将压缩的制冷剂(例如流体)提供到开口24或入口23用于穿过所述管道22或通道28到通道28的出口的循环，所述通道28的出口连接到蒸发器(例如，蒸发器盘管)，所述蒸发器将冷却的制冷剂返回到压缩机，其中制冷剂管线将压缩机、开口24、通道28的出口和蒸发器相互连接作为循环利用制冷剂的封闭系统。环形构件20可以由金属、金属合金、塑料、聚合物、金属材料或金属外涂层或金属护套组成。金属构件可以具有圆柱形内表面21。在一个实施例中，联接器26由塑料、聚合物或介电材料组成，以在电路迹线12与提供空气或气体至开口24的压缩机或箱体之间提供电隔离。环形构件20的开口24包括止于介电基板14的表面(例如，在介电基板14的表面的椭圆形或圆形区域中)的大致圆柱形的孔。管道22包括多个通道28，所述多个通道28在开口24的弯曲内表面或圆柱形内表面21处与开口24相接。图2是导电迹线12沿着图1的参考线2-2的截面图。在图1和图2的实施例中，中空横截面18包括介电基板14上的金属底壁34，从金属底壁34垂直延伸的多个侧壁38，以及盖住侧壁38或与侧壁38相交的盖壁36。管道22包括纵向延伸通过金属导电迹线12的多个通道28，其中所述通道28大致彼此平行。通道28能够将加压空气或气体在开口24和通道28的相对端部16之间连通。在一个实施例中，通道28具有基本上矩形的横截面或基本上多边形的横截面。在一个替代实施例中，通道28具有基本上圆形的横截面或基本上椭圆形的横截面。在一个实施例中，介电基板14包括电路板，其中电路板具有根据本公开的多个导电迹线12。例如，每个导电迹线12可以由单独的开口24或入口23供给。在替代实施例中，一个导电迹线12的端部16或空气输出可以通过端部与开口24之间的气体的连接与另一个导电迹线12串联设置。具有内部冷却剂通道28的导电迹线12可以通过例如增材制造工艺，减材制造工艺，增材制造工艺和减材制造工艺的组合或通过三维打印工艺来制作或形成。增材制造工艺以多层结构形成具有多个通道28的导电迹线12，所述多层结构以连续或迭代的方式彼此堆叠或邻接。例如，增材制造工艺可以包括由三维打印机从定义导电迹线12和冷却通道28的计算机辅助设计(CAD)模型或文件进行三维打印。例如，电气组件的连续层(10，110)可被打印并通过结合剂或粘合剂连接。可以使用其他增材制造工艺，例如光刻制造工艺。可使用光刻制造工艺来通过暴露于选择性的电磁辐射(例如，根据目标图案或掩模的紫外光)来将光敏聚合物层固化以增材至基板或电路板，而未经照射的其它部分可为通过减材制造工艺去除，如化学蚀刻、化学处理或烧蚀(ablation)。金属层可以通过例如金属溅射、电镀或无电沉积来生产。在一个实施例中，管道22或冷却剂通道28将加压冷空气、氮气，二氧化碳或气体从开口24通过管道22输送到相对端部16处的出口，所述加压冷空气、氮气、二氧化碳或气体可以排放到环境空气压力中或收集在用于再循环、冷却和压缩的箱体中以重新引入开口24或入口。空气、氮气或其他气体通过管道22或通道28的流动直接冷却导电迹线12或电路板的高热通量区域，而没有散热器或其他散热结构的重量或体积。图3是覆盖基板的导电迹线112的另一个实施例的立体图。图3的导电迹线112类似于图1和图2的导电迹线12。不同之处在于，图3的导电迹线112具有带金属外表面和金属通道28的介电芯32。图1～3(含)中相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。如图3、4、5所示，导电迹线112具有金属外表面113，例如金属或金属材料的上外表面300和侧外表面302，304。介电芯32由介电基板14或电路板的介电层和金属外表面113界定。在介电芯32内，管道122包括多个中空金属通道128，中空金属通道128沿纵向延伸(沿着或平行于纵向轴线306)穿过金属导电迹线112的内部区域或介电芯32，其中通道128大致彼此平行。每个金属通道128具有一个或多个金属壁308，通道128能够将加压空气或气体在开口24与通道128的相对端116之间连通。在一个实施例中，金属通道128具有基本上矩形的横截面或基本上多边形的横截面。在一个替代实施例中，金属通道128具有基本上圆形的横截面或基本上椭圆形的横截面。例如，金属通道128可以是大致管状的。图3～图7的实施例相对于图1和2的实施例可以使用较少金属或合金。例如，图3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气组件，包括：介电基板；金属导电迹线，所述金属导电迹线覆盖所述介电基板，所述金属导电迹线具有形成管道的中空横截面；环形构件，所述环形构件从所述金属导电迹线突出，所述环形构件具有与所述管道连通的开口，所述开口用于接收加压空气或气体。

【技术特征摘要】
2016.12.21 US 15/386,2341.一种电气组件，包括：介电基板；金属导电迹线，所述金属导电迹线覆盖所述介电基板，所述金属导电迹线具有形成管道的中空横截面；环形构件，所述环形构件从所述金属导电迹线突出，所述环形构件具有与所述管道连通的开口，所述开口用于接收加压空气或气体。2.根据权利要求1所述的电气组件，其中，所述中空横截面包括在所述介电基板上的金属底壁，从所述金属底壁垂直延伸的多个侧壁以及盖住所述侧壁或与所述侧壁相交的盖壁。3.根据权利要求1所述的电气组件，其中，所述管道包括纵向延伸通过所述金属导电迹线的多个通道，其中所述多个通道大致彼此平行。4.根据权利要求3所述的电气组件，其中所述通道能够使在所述加压空气或气体所述开口和所述通道的相对端部之间连通。5.根据权利要求3所述的电气组件，其中，所述通道具有基本上矩形的横截面、基本上多边形的横截面、基本上圆形的横截面或基本上椭圆形的横截面。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·J·罗恩，布里杰·N·辛格，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US