ITRN20130032A1 - ELECTRICAL AND / OR ELECTRONIC DEVICE INCLUDING AT LEAST A PRINTED CIRCUIT. - Google Patents
ELECTRICAL AND / OR ELECTRONIC DEVICE INCLUDING AT LEAST A PRINTED CIRCUIT.Info
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Description
Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
Titolare: REBERNIG SUPERVISIONI SRL, Viale G. Fanin, 48 – Owner: REBERNIG SUPERVISIONI SRL, Viale G. Fanin, 48 -
40127 Bologna(BO), Italia. 40127 Bologna (BO), Italy.
Titolo: Dispositivo elettrico e/o elettronico Title: Electric and / or electronic device
comprendente almeno un circuito stampato. comprising at least one printed circuit.
5 * * * * * 5 * * * * *
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un dispositivo The present invention relates to a device
elettrico e/o elettronico comprendente almeno un circuito electric and / or electronic comprising at least one circuit
stampato. La presente invenzione è stata realizzata con 10 particolare riferimento ai dispositivi di illuminazione, printed. The present invention has been realized with particular reference to lighting devices,
più preferibilmente a quelli per illuminazione pubblica, more preferably to those for public lighting,
come l’illuminazione di strade e gallerie, tuttavia non like the lighting of streets and tunnels, however not
si escludono altre applicazioni. La presente invenzione è other applications are excluded. The present invention is
particolarmente adatta a dispositivi elettrici e/o 15 elettronici comprendenti LED, tuttavia non si esclude particularly suitable for electrical and / or electronic devices including LEDs, however it is not excluded
l’applicazione in associazione ad altri tipi di carichi the application in association with other types of loads
elettrici e/o elettronici, nel seguito detti electrical and / or electronic, hereinafter referred to as
semplicemente “carichi”, in aggiunta o in alternativa ai simply "loads", in addition to or as an alternative to
LED. LED.
20 I dispositivi per illuminazione noti sono 20 Known lighting devices are
comunemente realizzati secondo lo schema di figura 1. commonly made according to the scheme of figure 1.
Come si noterà, il generico dispositivo per As you will notice, the generic device for
illuminazione mostrato è indicato nel suo complesso con illumination shown is indicated as a whole with
il numero di riferimento 1, e comprende un ingresso 5 per 25 il collegamento elettrico ad una sorgente di Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B the reference number 1, and comprises an input 5 for 25 for the electrical connection to a source of Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
alimentazione 3, quale ad esempio la rete elettrica di power supply 3, such as for example the electrical network of
fornitura pubblica, che generalmente eroga corrente ad public supply, which generally supplies current to
alto voltaggio, ad esempio maggiore di 100V, comunemente high voltage, for example greater than 100V, commonly
a 100-120V 220-240V o 390-410V, e detto nel seguito per 5 semplicità e per Nostra convenzione, ad alta tensione. at 100-120V 220-240V or 390-410V, and mentioned below for simplicity and for our convention, at high voltage.
La corrente ad alta tensione dall’ingresso 5 The high voltage current from input 5
passa ad un primo stadio 8 di passes to a first stage 8 of
filtraggio/protezione/raddrizzamento. Successivamente la filtering / protection / straightening. Subsequently the
corrente transita attraverso uno stadio di regolazione 10 del fattore di potenza 10 (detto PFC=Power Factor current passes through a power factor 10 regulation stage 10 (called PFC = Power Factor
Corrector). Successivamente si passa ad un trasformatore Corrector). Then we move on to a transformer
12 che abbassa la tensione, ad esempio a 24-48V, e di 12 which lowers the voltage, for example to 24-48V, and di
fatto funge da elemento di separazione tra due circuiti fact acts as a separating element between two circuits
13 e 14, detti per semplicità rispettivamente ad alta 15 tensione e a bassa tensione. 13 and 14, called high voltage and low voltage respectively for simplicity.
Il circuito a bassa tensione 14 a valle del The low voltage circuit 14 downstream of the
trasformatore 12 alimenta uno o più carichi 20, ad transformer 12 supplies one or more loads 20, for example
esempio LED, gestiti da dispositivi di controllo 15 detti example LEDs, managed by said control devices 15
“driver”. I LED 20 appartengono ad un circuito stampato 20 30 detto comunemente PCB. "Driver". The LEDs 20 belong to a printed circuit 20 30 commonly called PCB.
Questo tipo di sistema di alimentazione è This type of power system is
utilizzato da moltissimi anni, tuttavia a fronte delle used for many years, however in the face of
moderne esigenze risulta avere vari svantaggi. Questo modern needs turns out to have various disadvantages. This
sistema ha infatti una bassa efficienza a causa 25 dell’elevato numero dei componenti, che inevitabilmente Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B system has in fact a low efficiency due to the high number of components, which inevitably Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
hanno un rendimento e quindi sono soggetti a perdite di have a yield and therefore are subject to losses of
energia. Inoltre, un numero di componenti elevato è power. In addition, a large number of components is
soggetto ad una maggiore probabilità di guasti, quindi è subject to a higher probability of failure, so it is
meno affidabile. less reliable.
5 La richiedente nota inoltre che, nel caso di 5 The applicant further notes that, in the case of
LED, o carichi simili, posti in serie con il LEDs, or similar loads, placed in series with the
trasformatore, c’è un esplicito limite al loro numero a transformer, there is an explicit limit to their number a
causa della bassa tensione del circuito 14. L’unica due to the low voltage of the circuit 14. The only one
soluzione ad oggi possibile per aumentare il numero dei 10 carichi applicabili è quello di aumentare il numero dei currently possible solution to increase the number of the 10 applicable loads is to increase the number of
trasformatori e/o driver, e quindi di moltiplicare i transformers and / or drivers, and then to multiply the
circuiti a bassa tensione. Ciò tuttavia aumenta il numero low voltage circuits. However, this increases the number
dei componenti e quindi abbassa ulteriormente of the components and then lower further
l’efficienza e affidabilità, aumentando i costi di 15 gestione, oltre che ovviamente quelli costruttivi. efficiency and reliability, increasing management costs, as well as construction costs, of course.
Si nota anche che la soluzione nota richiede It is also noted that the known solution requires
molto spazio, contrariamente alla sempre crescente plenty of space, contrary to the ever increasing
richiesta di miniaturizzazione. request for miniaturization.
Uno scopo generale della presente invenzione è 20 quindi quello di risolvere del tutto o in parte i A general purpose of the present invention is therefore to solve in whole or in part i
problemi della tecnica nota. problems of the prior art.
Uno scopo preferito della presente invenzione è A preferred object of the present invention is
quello di fornire un dispositivo elettrico e/o to provide an electrical device and / or
elettronico di maggiore efficienza. electronic of greater efficiency.
25 Un altro scopo preferito della presente Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B 25 Another preferred purpose of the present Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico invention is to provide an electrical device
e/o elettronico con un numero di componenti minore. and / or electronic with a smaller number of components.
Un ulteriore scopo preferito della presente A further preferred object of the present
invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico 5 e/o elettronico che comprenda un numero di carichi invention is to provide an electrical and / or electronic device 5 which comprises a number of loads
maggiore. greater.
Un altro ulteriore scopo della presente Another further purpose of the present
invenzione è quello di fornire un dispositivo elettrico invention is to provide an electrical device
e/o elettronico di elevata sicurezza per le persone e di 10 elevata affidabilità. and / or electronic with high safety for people and 10 high reliability.
Secondo un suo primo aspetto generale, According to its first general aspect,
considerato sia associabile che indipendente da altri considered both associable and independent from others
aspetti generali, la presente invenzione riguarda general aspects, the present invention relates to
l’isolamento elettrico di un dispositivo elettrico e/o 15 elettronico. In particolare l’invenzione si riferisce ad the electrical isolation of an electrical and / or electronic 15 device. In particular, the invention refers to
un dispositivo elettrico e/o elettronico comprendente an electric and / or electronic device comprising
- almeno una sorgente di corrente elettrica o - at least one source of electric current or
almeno un ingresso per il collegamento elettrico ad at least one input for electrical connection ad
almeno una sorgente di corrente elettrica, at least one source of electric current,
20 - un circuito stampato 20 - a printed circuit
caratterizzato dal fatto che è privo di un characterized in that it is devoid of a
dispositivo trasformatore posto tra la almeno una transformer device placed between the at least one
sorgente e l’almeno un circuito stampato, e il circuito source and at least one printed circuit, and the circuit
stampato è almeno in parte elettricamente isolato. printed is at least partially electrically insulated.
25 La richiedente ha infatti intuito che spostando Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B 25 The applicant has in fact sensed that by moving Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
la funzione di isolamento elettrico dei carichi dal the function of electrical isolation of the loads from
trasformatore direttamente al circuito stampato stesso si transformer directly to the printed circuit itself yes
hanno numerosi vantaggi, tra cui la riduzione dei have numerous advantages, including the reduction of
componenti e la possibilità di alimentare un numero di 5 carichi maggiore grazie alla maggiore tensione components and the ability to power a number of 5 higher loads thanks to the higher voltage
disponibile. available.
Preferibilmente l’almeno un circuito stampato è Preferably the at least one printed circuit is
alimentato sostanzialmente con la stessa tensione della powered with substantially the same voltage as the
sorgente elettrica e/o dell’ingresso per il collegamento 10 elettrico ad almeno una sorgente di corrente elettrica. electrical source and / or input for electrical connection 10 to at least one source of electrical current.
Ad esempio è possibile realizzare il dispositivo come un For example, it is possible to make the device as a
unico circuito sostanzialmente alla stessa tensione. single circuit substantially at the same voltage.
Secondo alcune forme di attuazione preferite According to some preferred embodiments
dell’invenzione il circuito stampato è almeno in parte 15 elettricamente isolato mediante almeno due porzioni of the invention the printed circuit is at least in part 15 electrically isolated by at least two portions
elettricamente isolanti, sovrapposte nel senso del suo electrically insulating, superimposed in the sense of his
spessore, disposte a ricoprire almeno parzialmente almeno thickness, arranged to cover at least partially at least
una pista esterna di contatto elettrico del circuito an external electrical contact track of the circuit
stampato, dal suo lato rivolto verso l’esterno. printed, from its side facing outwards.
20 Si osserva in generale che le almeno due porzioni 20 It is generally observed that the at least two portions
possono almeno essere considerate avere effetto they can at least be considered to have effect
elettricamente isolante ai fini della presente invenzione electrically insulating for the purposes of the present invention
se la parete da loro formata sottoposta, nel senso della if the wall formed by them is subjected, in the sense of
loro sovrapposizione, a una ddp di 400V è attraversata da 25 una corrente inferiore a 30mA overlapping them, at a ddp of 400V a current of less than 30mA is passed through by 25
Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
La richiedente ha infatti sperimentalmente The applicant has indeed experimentally
rilevato che la presenza di almeno due porzioni isolanti found that the presence of at least two insulating portions
offre un livello di isolamento elettrico superiore e offers a higher level of electrical insulation e
quindi molto sicuro. therefore very safe.
5 Secondo una caratteristica generale preferibile 5 According to a general preferable characteristic
il circuito stampato comprende almeno un lato almeno the printed circuit comprises at least one side at least
parzialmente termicamente conduttivo, destinato ad andare partially thermally conductive, bound to go
in contatto con un dissipatore di calore, dove in in contact with a heat sink, where in
corrispondenza di detto lato di contatto è presente una 10 porzione di interfaccia elasticamente deformabile e corresponding to said contact side there is an elastically deformable interface portion 10 e
termicamente conduttiva per favorire l’aderenza del thermally conductive to promote adherence to the
circuito stampato al dissipatore e il trasferimento ad printed circuit board to the heat sink and transfer to
esso del suo calore. it of its warmth.
In tale maniera è possibile gestire 15 vantaggiosamente anche la dissipazione termica in quanto In this way it is also possible to advantageously manage 15 the thermal dissipation since
la porzione di interfaccia elasticamente deformabile the elastically deformable interface portion
assicura una maggiore aderenza e quindi una maggiore ensures greater grip and therefore greater
superficie di scambio termico con il dissipatore. heat exchange surface with the heatsink.
Secondo alcune forme di attuazione 20 particolarmente vantaggiose del dispositivo, la porzione According to some particularly advantageous embodiments 20 of the device, the portion
di interfaccia elasticamente deformabile è anche of elastically deformable interface is also
elettricamente isolante e coincide con una di almeno due electrically insulating and coincides with one of at least two
porzioni elettricamente isolanti del PCB sovrapposte tra electrically insulating portions of the PCB overlapping each other
loro nel senso dello spessore. them in the sense of thickness.
25 In tal caso preferibilmente dette almeno due Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B 25 In this case preferably at least two Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
porzioni elettricamente isolanti sono interposte tra electrically insulating portions are interposed between
almeno una pista di collegamento elettrico del circuito at least one electrical connection track of the circuit
stampato e il dissipatore, dove la porzione più distale molded and the heatsink, where the most distal portion
rispetto alle piste è elasticamente più deformabile della 5 porzione più prossimale e realizza detta porzione di with respect to the tracks it is elastically more deformable than the 5 most proximal portion and forms said portion of
interfaccia. interface.
Secondo alcune forme di attuazione preferite il According to some preferred embodiments the
dispositivo elettrico e/o elettronico è un dispositivo di electrical and / or electronic device is a device of
illuminazione comprendente almeno un dissipatore di 10 calore ad alette di raffreddamento, e il circuito lighting comprising at least one cooling fin heat sink 10, and circuitry
stampato comprende una pluralità di LED disposti in printed comprises a plurality of LEDs arranged in
corrispondenza di una pluralità di dette alette. In correspondence of a plurality of said fins. In
particolare i LED sono allineati con dette alette così da in particular, the LEDs are aligned with said fins so as to
trasmettere ad esse il calore generato in maniera più 15 diretta. transmit to them the heat generated in a more direct way.
Secondo un suo secondo aspetto generale, According to a second general aspect,
considerato sia associabile che indipendente da altri considered both associable and independent from others
aspetti generali, l’invenzione riguarda l’isolamento general aspects, the invention concerns insulation
elettrico dei circuiti stampati. electrical circuit board.
20 In particolare l’invenzione si riferisce ad un 20 In particular, the invention refers to a
circuito stampato a forma sostanzialmente di tavoletta substantially tablet-shaped printed circuit board
avente due lati principali opposti in direzione dello having two main sides opposite in the direction of the
spessore della tavoletta, il circuito stampato thickness of the tablet, the circuit board
comprendendo una pluralità di piste di collegamento 25 elettrico, caratterizzato dal fatto che almeno una pista, Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B comprising a plurality of electrical connection tracks 25, characterized in that at least one track, Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
procedendo nella direzione dello spessore e secondo un proceeding in the direction of the thickness and according to a
verso che va dall’interno del circuito stampato verso una direction that goes from inside the printed circuit towards a
zona esterna ad uno dei due lati principali, non è external area to one of the two main sides, it is not
sormontata in detto verso da nessuna altra pista ed è 5 detta pertanto per semplicità “pista esterna”, surmounted in said direction by no other track and is therefore called "external track" for simplicity,
caratterizzato dal fatto che detta almeno una pista characterized in that it dictates at least one track
esterna è almeno in parte elettricamente isolata da detta external is at least in part electrically insulated from said
zona esterna da almeno due porzioni elettricamente external zone by at least two portions electrically
isolanti sovrapposte tra loro in detta direzione dello 10 spessore. insulators superimposed on each other in said 10 thickness direction.
Vantaggiosamente quindi il circuito stampato Advantageously, therefore, the printed circuit
secondo la presente invenzione ha almeno un lato according to the present invention it has at least one side
principale elettricamente isolato rispetto ad una sua main electrically insulated with respect to one of its
zona esterna da almeno due strati elettricamente 15 isolanti. external zone by at least two electrically insulating layers 15.
Preferibilmente dette almeno due porzioni Preferably said at least two portions
elettricamente isolanti formano una parete elettricamente electrically insulating form an electrically wall
isolante che copre interamente almeno uno di detti due insulation which entirely covers at least one of said two
lati principali, tuttavia non si esclude che l’area 20 elettricamente isolata possa essere minore di un intero main sides, however, it is not excluded that the electrically insulated area 20 may be less than a whole
lato principale. main side.
In generale è preferibile che le porzioni In general it is preferable that the portions
elettricamente isolanti siano strati diversi di uno electrically insulating are different layers of one
stesso materiale o di materiali diversi, oppure che siano 25 porzioni di uno stesso strato di materiale ciascuna con Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B same material or of different materials, or that they are 25 portions of the same layer of material each with Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche diverse different physical and / or chemical and / or mechanical properties
dall’altra porzione. from the other portion.
Secondo un suo terzo aspetto generale, According to a third general aspect,
considerato sia associabile che indipendente da altri 5 aspetti generali, l’invenzione riguarda la conducibilità considered both associable and independent of other 5 general aspects, the invention concerns conductivity
termica dei circuiti stampati. thermal circuit board.
In particolare l’invenzione si riferisce ad un In particular, the invention refers to a
circuito stampato caratterizzato dal fatto che comprende printed circuit characterized in that it comprises
almeno una porzione di trasmissione del calore ad una 10 zona esterna del circuito, detta porzione essendo at least a portion for transmitting the heat to an external zone 10 of the circuit, said portion being
realizzata con un materiale termicamente conduttivo ed made with a thermally conductive material and
elasticamente deformabile, posto a formare una elastically deformable, placed to form a
interfaccia del circuito stampato con detta zona esterna. interface of the printed circuit with said external zone.
Ad esempio detta interfaccia è la porzione più esterna di 15 un lato principale del circuito stampato. For example, said interface is the outermost portion of 15 a main side of the printed circuit.
Vantaggiosamente tale circuito stampato è in grado di Advantageously, this printed circuit is capable of
trasmettere all’esterno il calore che genera molto transmit the heat that generates a lot to the outside
efficacemente in quanto il materiale elasticamente effectively as the material elastically
deformabile è ad esempio in grado di aderire ad un 20 dissipatore, ottimizzando il contatto e quindi la deformable, for example, it is able to adhere to a heat sink, optimizing the contact and therefore the
trasmissione termica. thermal transmission.
Si ribadisce che questo terzo aspetto può essere It is reiterated that this third aspect can be
associato o indipendente da un aspetto di isolamento associated or independent of an aspect of isolation
elettrico del circuito stampato. electrical circuit board.
25 Nel caso in cui sia presente anche un isolamento Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B 25 In the event that there is also insulation Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
elettrico, è preferibile che la porzione di interfaccia electrical, it is preferable that the interface portion
sia anche elettricamente isolante e/o posta almeno su una is also electrically insulating and / or placed on at least one
porzione elettricamente isolante. Ad esempio la porzione electrically insulating portion. For example the portion
di interfaccia può coincidere con una delle almeno due 5 porzioni elettricamente isolanti descritte con interface can coincide with one of the at least two 5 electrically insulating portions described with
riferimento al secondo aspetto dell’invenzione su reference to the second aspect of the invention on
menzionato. mentioned.
Secondo un suo quarto aspetto generale, According to a fourth general aspect,
considerato sia associabile che indipendente da altri 10 aspetti generali, la presente invenzione riguarda la considered both associable and independent from other 10 general aspects, the present invention relates to
realizzazione della finitura superficiale dei circuiti realization of the surface finish of the circuits
stampati. In particolare essa riguarda un procedimento di printed. In particular, it concerns a procedure of
realizzazione di un circuito stampato comprendente le realization of a printed circuit comprising the
fasi di predisporre almeno una tavoletta rigida di 15 supporto con almeno due lati principali esterni nel senso steps of providing at least one rigid tablet of 15 support with at least two main external sides in the direction
dello spessore della tavoletta, su almeno uno dei quali è of the thickness of the tablet, on at least one of which is
posta una pluralità di piste di contatto elettrico, placed a plurality of electrical contact tracks,
caratterizzato dal fatto che almeno una zona con almeno characterized in that at least one zone with at least
una pista di detto almeno un lato principale è ricoperta 20 con almeno un primo strato di materiale di livellamento a track of said at least one main side is covered 20 with at least a first layer of leveling material
in maniera tale da formare una prima superficie in such a way as to form a first surface
sostanzialmente piatta, successivamente su detta substantially flat, subsequently on said
superficie sostanzialmente piatta si applica almeno un substantially flat surface is applied at least one
secondo strato di materiale, uguale o diverso da detto 25 materiale di livellamento, a formare una seconda Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B second layer of material, equal to or different from said leveling material, to form a second Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
superficie sostanzialmente piatta. substantially flat surface.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della Additional features and benefits of the
presente invenzione risulteranno meglio dalla seguente present invention will be better understood from the following
descrizione dettagliata di sue forme di realizzazione 5 preferite, fatta con riferimento ai disegni allegati e detailed description of its preferred embodiments 5, made with reference to the attached drawings and
data a titolo indicativo e non limitativo. In tali given as an indication and not limitative. In such
disegni: drawings:
- la figura 1 è una rappresentazione schematica - figure 1 is a schematic representation
di un dispositivo per illuminazione noto comprendente LED 10 saldati su un circuito stampato noto; of a known lighting device comprising LEDs 10 soldered on a known printed circuit;
- la figura 2 è una rappresentazione schematica Figure 2 is a schematic representation
di un dispositivo per illuminazione secondo la presente of a lighting device according to the present
invenzione; invention;
- le figure 3a e 3b mostrano schematicamente ed 15 in vista prospettica rispettivi lati principali di un - Figures 3a and 3b schematically show and 15 in perspective view respective main sides of a
PCB; PCB;
- le figure 4a e 4b mostrano schematicamente in - Figures 4a and 4b schematically show in
vista prospettica i due lati principali di un PCB secondo perspective view the two main sides of a second PCB
la presente invenzione; the present invention;
20 - le figure da 5 a 16 rappresentano le fasi di 20 - figures from 5 to 16 represent the phases of
realizzazione del PCB di figura 4 attraverso sezioni realization of the PCB of figure 4 through sections
schematiche; schematic;
- le figure da 17 a 20 rappresentano - Figures 17 to 20 represent
schematicamente forme di attuazione alternative di 25 circuiti stampati secondo la presente invenzione; e Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B schematically alternative embodiments of 25 printed circuits according to the present invention; and Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
- la figura 21 rappresenta schematicamente - figure 21 is a schematic view
secondo una vista in sezione una parte di un dispositivo according to a sectional view, a part of a device
di illuminazione secondo la presente invenzione. lighting according to the present invention.
Nel seguito saranno descritte forme di attuazione 5 e varianti della presente invenzione, dove elementi In the following, embodiments 5 and variants of the present invention will be described, where elements
uguali o simili a quelli illustrati in figura 1 con equal or similar to those illustrated in figure 1 with
riferimento alla tecnica nota saranno indicati con lo reference to the known art will be indicated with lo
stesso numero di riferimento. same reference number.
Nel seguito utilizzeremo inoltre la sigla PCB in 10 maniera generalizzata per indicare un qualsiasi tipo di In the following we will also use the abbreviation PCB in a generalized way to indicate any type of
circuito stampato. printed circuit.
Con riferimento alla figura 2, è mostrato un With reference to Figure 2, a
dispositivo elettrico e/o elettronico 101 che differisce electrical and / or electronic device 101 which differs
dal dispositivo 1 di figura 1 per il fatto che non 15 comprende alcun trasformatore, per cui coincide con un from the device 1 of Figure 1 due to the fact that it does not include any transformer, so that it coincides with a
unico circuito 113 dove tutte le parti cono poste single circuit 113 where all the parts are placed
sostanzialmente alla stessa tensione, sostanzialmente basically at the same voltage, basically
coincidente con la tensione della sorgente di coinciding with the voltage of the source of
alimentazione 3 (dove “sostanzialmente” significa che va 20 tenuto in debito conto almeno il passaggio negli stadi 8 power supply 3 (where "substantially" means that at least the passage in stages 8 must be taken into account
e 10). Detta tensione (o detta tensione dopo il passaggio and 10). Said tension (or called tension after the passage
in detti stadi) è preferibilmente ≥ (maggiore o uguale in said stages) is preferably ≥ (greater than or equal to
di) 100V, più preferibilmente ≥ 200V e ancora più di) 100V, more preferably ≥ 200V and even more
preferibilmente ≥ 350V. preferably ≥ 350V.
25 I LED 20 in questo caso appartengono ad almeno un Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B 25 The LEDs 20 in this case belong to at least one Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
PCB 130 che differisce dai comuni PCB 30 come quelli di PCB 130 which differs from common PCB 30 such as those of
figura 1 per il fatto che è elettricamente isolato. figure 1 due to the fact that it is electrically isolated.
Le figure 3a e 3b mostrano, secondo viste Figures 3a and 3b show, according to views
prospettiche da angolazioni diverse, il PCB 30 noto dove 5 si vede la presenza di due lati principali 35 e 40, su perspective from different angles, the PCB 30 known where 5 we see the presence of two main sides 35 and 40, up
uno dei quali sono saldati alcuni LED 20 e su entrambi i one of which some LEDs are soldered 20 and on both
quali sono presenti piste di collegamento elettrico 45 which are present electric connection tracks 45
atte al trasporto della corrente elettrica. Le piste e i suitable for the transport of electric current. The slopes and i
LED sono supportati da una tavoletta rigida di supporto 10 32 Oltre a ciò sono presenti fori 47 di collegamento tra LEDs are supported by a rigid support tablet 10 32 In addition there are holes 47 for connection between
i due lati 35 e 40. Tutto questo fa sì che il PCB 30 non the two sides 35 and 40. All this causes the PCB 30 not
sia elettricamente isolato e abbia superfici esterne is electrically insulated and has external surfaces
piene di asperità. full of roughness.
In figura 4 è mostrato il PCB 130 di figura 2 in 15 cui si nota che le piste 45 sul lato opposto a quello su Figure 4 shows the PCB 130 of figure 2 in 15 which shows that the tracks 45 on the side opposite to the one on
cui sono saldati i LED 20 sono state elettricamente to which the LEDs 20 are soldered have been electrically
isolate mediante due strati di copertura elettricamente electrically insulated by means of two covering layers
isolanti 50 e 60, che inoltre livellano le varie asperità insulators 50 and 60, which also level the various roughnesses
realizzando una superficie esterna 85 piatta. making a flat outer surface 85.
20 Lo strato elettricamente isolante più esterno 60 20 The outermost electrically insulating layer 60
è preferibilmente più elastico dello strato più interno it is preferably more elastic than the innermost layer
50, il quale potrebbe anche non esserlo affatto. Ad 50, which may or may not be at all. To
esempio è possibile realizzare lo strato di isolamento example, it is possible to create the insulation layer
interno 50 con una resina epossidica, e lo strato di 25 isolamento esterno 60 con una resina siliconica. internal 50 with an epoxy resin, and the 25 external insulation layer 60 with a silicone resin.
Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
Maggiori dettagli della copertura di isolamento More details of the insulation cover
elettrico esterna alle piste possono essere compresi dal electric outdoor to the slopes can be included from
procedimento preferito di realizzazione del PCB 130 di preferred method of making PCB 130 of
seguito descritto. described below.
5 Con riferimento alla figura 5, in una prima fase 5 With reference to Figure 5, in a first step
di tale procedimento si predispone una tavoletta di a tablet of
supporto 32 rivestita da entrambi i lati da rispettivi support 32 coated on both sides by respective
strati di rame 70 e 72. La tavoletta 32 è realizzata in layers of copper 70 and 72. Tablet 32 is made of
materiale elettricamente isolante ed è preferibilmente 10 rigida. Alcuni nomi commerciali di materiali adatti sono electrically insulating material and is preferably 10 rigid. Some trade names of suitable materials are
l’FR4 e il CEM3. the FR4 and the CEM3.
Con riferimento alla figura 6, su almeno uno, With reference to Figure 6, on at least one,
preferibilmente su entrambi i lati viene depositato sul preferably on both sides it is deposited on the
rame uno strato di materiale fotoreattivo 74 in grado di 15 polimerizzare se sottoposto alla luce. Una pellicola copper a layer of photoreactive material 74 capable of 15 polymerizing when exposed to light. A film
fotografica 75 contenente le piste che si vogliono photographic 75 containing the tracks you want
realizzare viene posta sopra al PCB e quindi illuminata realize is placed on top of the PCB and then illuminated
(Le frecce L in figura indicano l’applicazione di luce). (The arrows L in the figure indicate the application of light).
Con riferimento alla figura 7, mediante un bagno 20 chimico si elimina il materiale fotoreattivo non With reference to Figure 7, the non-photoreactive material is removed by means of a chemical bath 20
polimerizzato. cured.
Successivamente, con un secondo bagno chimico si Subsequently, with a second chemical bath yes
elimina il rame rimasto scoperto come mostrato in figura eliminates the copper left uncovered as shown in the figure
8, quindi si elimina il residuo di materiale foto 25 reattivo 74 ottenendo le piste di rame scoperte 45 come Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B 8, then the residue of reactive photo 25 material 74 is eliminated, obtaining the uncovered copper tracks 45 as Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
mostrato in figura 9. shown in figure 9.
La figura 10 mostra le piste 45 su entrambi i Figure 10 shows the tracks 45 on both
lati del PCB, che si ottengono se si applica il sides of the PCB, which are obtained if the
procedimento ad entrambi gli strati di rame 70 e 72. process with both copper layers 70 and 72.
5 La figura 11 mostra la realizzazione dei fori di 5 Figure 11 shows the realization of the holes of
collegamento 47 tra i due lati principali del PCB. connection 47 between the two main sides of the PCB.
Nella fase di figura 12, i fori 47 sono riempiti In the step of Figure 12, the holes 47 are filled
di rame per creare collegamenti elettrici 48 tra le piste of copper to create electrical connections 48 between the tracks
45 dei due lati opposti. 45 of the two opposite sides.
10 Con riferimento alla figura 13 si nota la fase in 10 With reference to Figure 13, the phase in
cui si dispone sui due lati uno strato di protezione 77, which has a protective layer 77 on both sides,
ad esempio a fini antiossidanti e di compattazione. for example for antioxidant and compaction purposes.
In genere questa è la fase finale di Typically this is the final stage of
realizzazione dei PCB 30 noti. Dal momento tuttavia che 15 lo strato di protezione 77 è in genere sottile e in ogni realization of the known PCBs 30. However, since 15 the protective layer 77 is generally thin and in every
caso fornisce un isolamento elettrico sostanzialmente case provides substantially electrical insulation
trascurabile, la sua applicazione è per i PCB secondo negligible, its application is for the second PCB
l’invenzione opzionale, e il procedimento continua con le the optional invention, and the procedure continues with the
fasi di isolamento elettrico seguenti. following electrical isolation steps.
20 Con riferimento alla figura 14, su uno dei due 20 With reference to figure 14, on one of the two
lati principali 140 del PCB si applica lo strato di main sides 140 of the PCB is applied the layer
materiale elettricamente isolante 50 in maniera da electrically insulating material 50 so as to
ricoprire le asperità e formare una prima superficie cover the roughness and form a first surface
piatta 80. Lo strato 50 è solidale al PCB ed e depositato 25 ad esempio per serigrafia. flat 80. The layer 50 is integral with the PCB and is deposited 25 for example by screen printing.
Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
Secondo alcune varianti, non si esclude che lo According to some variants, it is not excluded that it is
strato protettivo 77 sia in materiale elettricamente protective layer 77 is made of electrically material
isolante e deposto a formare lo strato 50 stesso. insulating and deposited to form the layer 50 itself.
Con riferimento alla figura 15, sulla superficie 5 piatta 80 si applica lo strato elettricamente isolante With reference to Figure 15, the electrically insulating layer is applied to the flat surface 5 80
60, più elasticamente deformabile del sottostante strato 60, more elastically deformable than the underlying layer
50. 50.
In tale maniera si noterà che gli strati 50 e 60 In this way it will be noted that the layers 50 and 60
formano un lato principale 140 del PCB 130 elettricamente 10 isolato per tutta la sua estensione. Secondo alcune they form a main side 140 of the electrically insulated PCB 130 10 for its entire extension. According to some
varianti possibili l’estensione della parte isolata del possible variants of the extension of the isolated part of the
lato 140 potrebbe essere minore, essendo ad esempio side 140 could be smaller, being for example
limitata ad una o più sue zone. limited to one or more of its areas.
Lo strato 60 fornisce inoltre una superficie 15 piatta 85 utile a fornire un’interfaccia elastica di The layer 60 also provides a flat surface 15 85 useful for providing an elastic interface of
contatto con elementi non appartenenti al PCB. contact with elements not belonging to the PCB.
Si osserva che gli strati elettricamente isolanti It is observed that the electrically insulating layers
50 e 60 preferibilmente sono termicamente conduttivi, 50 and 60 are preferably thermally conductive,
cioè sono in grado di trasmettere calore. that is, they are able to transmit heat.
20 Come mostrato in figura 16, sul lato 135 del PCB 20 As shown in figure 16, on the 135 side of the PCB
opposto al lato elettricamente isolato 140 si applicano i opposite to the electrically insulated side 140 i apply
componenti, ad esempio per saldatura, che possono essere components, for example for welding, which can be
un qualsiasi tipo di carico, come ad esempio i LED 20. any type of load, such as LEDs 20.
A questo punto il PCB 130 è ultimato. At this point the PCB 130 is finished.
25 Nel seguito saranno descritte forme di attuazione Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B 25 In the following, forms of implementation will be described Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
alternative e varianti della presente invenzione, dove alternatives and variants of the present invention, where
elementi uguali o simili a quelli illustrati finora elements the same or similar to those illustrated so far
saranno indicati con lo stesso numero di riferimento o will be indicated with the same reference number or
con lo stesso numero incrementato di 100 o di un suo 5 multiplo. with the same number increased by 100 or a multiple of 5.
La figura 17 mostra un PCB 230 secondo una forma Figure 17 shows a PCB 230 in one form
di attuazione alternativa della presente invenzione, che of alternative embodiment of the present invention, which
differisce dal PCB 130 di figura 16 per il fatto che il differs from PCB 130 of figure 16 in that the
lato elettricamente isolato 240 comprende un terzo strato 10 elettricamente isolante 55. Lo strato 55 ad esempio può the electrically insulated side 240 comprises a third electrically insulating layer 10 55. The layer 55 for example can
essere dello stesso materiale dello strato 50. Secondo be of the same material as layer 50. Second
alcune varianti possibili, lo strato elastico più esterno some possible variations, the outermost elastic layer
60 potrebbe non essere elettricamente isolante. In tal 60 may not be electrically insulating. In such
caso secondo alcune di queste varianti potrebbe tuttavia 15 essere termicamente conduttivo. case according to some of these variants it could however 15 be thermally conductive.
La figura 18 mostra un PCB 330 secondo Figure 18 shows a second PCB 330
un’altra forma di attuazione alternativa della presente another alternative form of implementation of this
invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto invention, which differs from the previous ones by the fact
che comprende più strati di rame 70, 72 e 73 e di 20 tavolette di supporto 32 e 33. Ciò fa sì che vi siano which includes multiple layers of copper 70, 72 and 73 and 20 support tablets 32 and 33. This ensures that there are
piste 45 disposte su più di due livelli rispetto allo 45 slopes arranged on more than two levels compared to the
spessore. thickness.
Come si noterà, procedendo nella direzione S As you will notice, proceeding in the direction S
dello spessore e secondo un verso che va dall’interno del 25 PCB 330 verso la zona 341 esterna al lato elettricamente Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B of the thickness and according to a direction that goes from the inside of the 25 PCB 330 towards the area 341 outside the electrically side Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
isolato 340 si incontra uno strato di piste 45e più block 340 meets a layer of slopes 45 and more
vicine a detta zona esterna 341, cioè tale per cui non ci close to said external area 341, i.e. such that there is no
sono altre piste interposte tra esse e tale zona esterna. are other tracks interposed between them and this external area.
per tale motivo le piste 45e sono dette “piste esterne”. for this reason the tracks 45e are called "external tracks".
5 Sulle piste esterne può essere posto 5 On the external slopes it can be placed
opzionalmente lo spessore di materiale protettivo 77, ma optionally the thickness of protective material 77, but
ciò che conta ai fini della presente invenzione è che what matters for the purposes of the present invention is that
esse sono sormontate da due strati elettricamente isolati they are surmounted by two electrically insulated layers
50 e 60. 50 and 60.
10 Si osserva che anche le piste 45 delle forme di 10 It is observed that the tracks 45 of the forms of
attuazione precedentemente descritte e ricoperte dai due implementation previously described and covered by the two
strati elettricamente isolanti 50 e 60 sono da electrically insulating layers 50 and 60 are from
considerarsi “esterne”, in quanto non sormontate da altre consider themselves "external", as they are not surmounted by others
piste procedendo dall’interno del PCB verso detti strati 15 isolanti 50 e 60, ma tale descrizione è stata precedente tracks proceeding from inside the PCB towards said insulating layers 15 50 and 60, but this description was previous
omessa in quanto ritenuta superflua per la comprensione omitted as deemed unnecessary for understanding
di quei casi. of those cases.
La figura 19 mostra un PCB 430 secondo un’altra Figure 19 shows a PCB 430 according to another
forma di attuazione alternativa della presente 20 invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto alternative embodiment of the present invention, which differs from the previous ones by the fact
che comprende un solo strato di rame 70 e quindi un solo which comprises a single layer of copper 70 and therefore only one
livello di piste 45 disposte su un lato 435 della level of slopes 45 arranged on one side 435 of the
tavoletta 32 su cui sono disposti anche i LED 20. Dal tablet 32 on which the LEDs 20 are also arranged. Dal
momento che la tavoletta di supporto 32 è necessariamente 25 in un materiale elettricamente isolante, per isolare Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B since the support tablet 32 is necessarily 25 made of an electrically insulating material, to isolate Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
elettricamente secondo la presente invenzione le piste e electrically according to the present invention the tracks e
i carichi sul lato elettricamente isolante 440 è the loads on the electrically insulating side 440 is
sufficiente aggiungere su questo lato uno dei due strati just add one of the two layers on this side
50 o 60 alla tavoletta 32. Anche queste piste vanno 5 considerate “esterne” nel senso precedentemente detto. 50 or 60 on board 32. These tracks are also to be considered 5 “external” in the sense previously mentioned.
La figura 20 mostra un PCB 530 secondo una Figure 20 shows a PCB 530 according to a
ulteriore forma di attuazione alternativa della presente further alternative embodiment of the present
invenzione, che differisce dai precedenti per il fatto invention, which differs from the previous ones by the fact
che non comprende un doppio strato elettricamente 10 isolante sul lato 540 opposto ai LED 20 ma solo uno which does not comprise an electrically insulating double layer 10 on the side 540 opposite the LEDs 20 but only one
strato 60 elasticamente deformabile (secondo alcune elastically deformable layer 60 (according to some
varianti possibili detto strato può anche non essere possible variants said layer may or may not be
elettricamente isolante). electrically insulating).
Questa forma di attuazione può essere utilizzata 15 ad esempio quando non vi siano particolari esigenze di This embodiment can be used 15 for example when there are no particular requirements for
isolamento elettrico ma si desideri una interfaccia electrical isolation but an interface is desired
elastica 85 ad esempio per aumentare l’aderenza ad un elastic 85 for example to increase adherence to a
altro componente. Nel caso in cui lo strato elasticamente other component. In case the layer elastically
deformabile 60 sia termicamente conduttivo ciò può 20 facilitare la dissipazione del calore del PCB per deformable 60 is thermally conductive this can 20 facilitate heat dissipation of the PCB for
trasmissione ad un altro corpo in contatto con transmission to another body in contact with
l’interfaccia 80. interface 80.
Con riferimento ora alla figura 21 è illustrata With reference now to Figure 21 it is illustrated
con maggior dettaglio la parte di un dispositivo 25 elettrico e/o elettronico 101 di figura 2 in cui è Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B with greater detail the part of an electric and / or electronic device 25 101 of figure 2 in which Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
applicato un PCB 130. applied a PCB 130.
Tale dispositivo elettrico e/o elettronico è un This electrical and / or electronic device is a
dispositivo di illuminazione e comprende oltre al PCB 130 lighting device and includes in addition to the PCB 130
anche un dispositivo dissipatore di calore 90. Il 5 dissipatore 90 ha una serie di alette di raffreddamento also a heatsink device 90. The heatsink 5 90 has a series of cooling fins
91, e i LED 20 sono disposti in allineamento almeno ad 91, and the LEDs 20 are arranged in alignment at least at
alcune di dette alette. Il calore è trasmesso dai LED some of said fins. Heat is transmitted by the LEDs
alle alette grazie al contatto della superficie di to the fins thanks to the contact of the surface of
interfaccia elastica e termicamente conduttiva 85 con il 10 fondo 86 del dissipatore 90. Il calore in particolare elastic and thermally conductive interface 85 with the bottom 10 86 of the heatsink 90. The heat in particular
raggiunge tale interfaccia grazie al fatto che gli strati reaches this interface thanks to the fact that the layers
elettricamente isolanti 50 e 60 sono termicamente electrically insulators 50 and 60 are thermally
conduttivi. Si osserva inoltre che i collegamenti conductive. It is also noted that the links
elettrici 48 tra i vari livelli di piste 45 possono 15 favorire essi stessi il passaggio del calore verso gli electric circuits 48 between the various levels of tracks 45 can 15 themselves favor the passage of heat towards the
strati elettricamente isolanti 50 e 60. electrically insulating layers 50 and 60.
Sebbene sin qui si siano descritte solo forme di Although only forms of
attuazione e varianti con un solo lato del PCB implementation and variants with only one side of the PCB
elettricamente isolato, non si escludono forme di 20 attuazione con entrambi i lati principali totalmente o electrically insulated, embodiments with both main sides totally o are not excluded
parzialmente elettricamente isolati con almeno due strati partially electrically insulated with at least two layers
di materiale elettricamente isolante a ricoprire almeno of electrically insulating material to cover at least
parzialmente detti lati. In tal caso preferibilmente gli partially called sides. In this case, preferably the
strati elettricamente isolanti sono assenti in 25 corrispondenza dei LED e/o di altri carichi. E’ anche Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B electrically insulating layers are absent in correspondence of the LEDs and / or other loads. It is also Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
possibile avere LED e/o altri carichi su entrambi i lati possible to have LEDs and / or other loads on both sides
principali del PCB. main components of the PCB.
Si osserva anche che, sebbene si sia sin qui It is also observed that, although it has been so far
descritta la presenza di almeno due strati di isolamento 5 elettrico, è più adeguato parlare di porzioni di having described the presence of at least two layers of electrical insulation 5, it is more appropriate to speak of portions of
isolamento, comprendendo in questo modo sia il caso in isolation, thus understanding both the case in
cui le porzioni siano strati, sia quello in cui, in which portions are layered, is that in which, in
aggiunta o in alternativa, esse siano zone diversificate addition or alternatively, they are diversified areas
di uno stesso strato. Ad esempio le porzioni di uno 10 stesso strato di materiale potrebbero in tal senso avere of the same layer. For example, the portions of the same layer of material could have in this sense
ciascuna proprietà fisiche e/o chimiche e/o meccaniche each physical and / or chemical and / or mechanical property
diverse l’una dall’altra. different from each other.
In generale si osserva anche che sin qui gli In general it is also observed that up to now the
unici carichi appartenenti al PCB che sono stati 15 descritti sono i LED, tuttavia in aggiunta o in the only loads belonging to the PCB that have been 15 described are the LEDs, however in addition to or in
alternativa ad essi qualsiasi tipo di carico può essere any type of load can be an alternative to them
utilizzato. used.
Sempre in via generale si osserva che sebbene la Always in general it is observed that although the
serigrafia sia ad oggi la tecnologia preferita per 20 applicare le porzioni elettricamente isolanti al PCB, in screen printing is now the preferred technology for 20 applying the electrically insulating portions to the PCB, in
quanto garantisce che esse rimangano solidali ed aderenti what guarantees that they remain in solidarity and adherence
nel tempo, non si esclude nessuna altra metodologia, over time, no other methodology is excluded,
compresa l’applicazione in forma di nastri adesivi e/o including application in the form of adhesive tapes and / or
l’incollaggio e/o la fusione e/o il costampaggio. Sebbene 25 siano quindi preferite soluzioni in cui le porzioni di Ing. Andrea Busca isc. Albo n° 1095 B gluing and / or casting and / or co-molding. Although 25 are therefore preferred solutions in which the portions of Ing. Andrea Busca isc. Register n ° 1095 B
isolamento 50 e 60 aderiscono totalmente tra loro (cioè insulation 50 and 60 fully adhere to each other (i.e.
su tutta la loro superficie) in maniera permanente, non over their entire surface) permanently, not
si esclude nemmeno che una o più di loro non siano it is not even excluded that one or more of them are not
solidali al PCB, pur essendo considerate parte di esso ai 5 fini dell’invenzione. Ad esempio la porzione di integral with the PCB, although considered part of it for the 5 purposes of the invention. For example the portion of
interfaccia elasticamente deformabile 60 potrebbe essere elastically deformable interface 60 could be
un tappeto elastico appoggiato allo strato elettricamente a trampoline placed on the layer electrically
isolante di livellamento 50. leveling insulation 50.
Infine si osserva che sebbene si siano fin qui 10 descritti isolamenti costituiti da 2 o 3 strati o Finally, it can be observed that although 10 or 10 insulations consisting of 2 or 3 layers have been described up to now
porzioni elettricamente isolanti sovrapposte nel senso electrically insulating portions superimposed in the sense
dello spessore, il loro numero può essere anche maggiore. of thickness, their number can be even greater.
Naturalmente, le forme di attuazione e le Of course, the forms of implementation and the
varianti sin qui descritte ed illustrate sono a puro 15 scopo esemplificativo ed un tecnico del ramo, per variants described and illustrated up to now are purely for illustrative purposes and for those skilled in the art, however
soddisfare specifiche e contingenti esigenze, potrà meet specific and contingent needs, will be able
apportare numerose modifiche e varianti, tra cui ad make numerous modifications and variations, including ad
esempio la combinazione di dette forme di attuazione e for example the combination of said embodiments e
varianti, tutte peraltro contenute nell’ambito di 20 protezione della presente invenzione quale definito dalle variants, all however contained within the scope of 20 protection of the present invention as defined by
seguenti rivendicazioni. following claims.
Claims (3)
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Family Applications (1)
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