專利名稱：模塊散熱構(gòu)造及使用該構(gòu)造的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模塊散熱構(gòu)造及使用該構(gòu)造的控制裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)日本國特開2000-111250號公報，說明現(xiàn)有的模塊散熱構(gòu)造。根據(jù)該公報，控制裝置具有印刷電路板；模塊，其搭載于前述印刷電路板上；螺栓，其固定用于散放前述模塊產(chǎn)生的熱量的散熱片和前述模塊；以及板狀固定件，其設(shè)有卡爪，并插入前述印刷電路板和前述模塊之間，利用卡爪與前述印刷電路板固定，進(jìn)而固定前述印刷電路板與前述模塊。
利用該模塊散熱構(gòu)造，在出于提高安裝效率的考慮而使模塊從印刷電路板上凸起進(jìn)行搭載的情況下，通過在模塊和印刷電路板之間挾持板狀的固定筒部件來搭載于印刷電路板上，不僅可以利用模塊的引線部分的軟釬焊連接部分支撐由螺栓固定的散熱板和模塊的整體，還可以由板狀的固定筒部件整體支撐模塊和散熱板的整體。因此，即使搭載更重的散熱板等，也能夠?qū)⑵渲亓糠稚⒔o固定筒部件整體，可以減少施加于軟釬焊連接部分的重量，所以可以大大減少軟釬焊的開裂。其結(jié)果，可以提高質(zhì)量。
但是，隨著控制裝置內(nèi)部的高密度化，上述模塊的安裝構(gòu)造存在下述問題，即，由于從模塊的下表面散發(fā)出的熱量，難以抑制由印刷電路板的熱膨脹引起的變形等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了解決上述問題而提出的，其目的在于提供一種模塊散熱構(gòu)造及使用該構(gòu)造的控制裝置，其抑制由于從模塊的下表面散發(fā)出的熱量，而由印刷電路板的熱膨脹所引起的變形等，同時將從模塊的上表面產(chǎn)生的熱量，利用熱傳導(dǎo)通過散熱片散放到大氣中。
第1發(fā)明涉及的模塊散熱構(gòu)造，其特征在于，具有印刷電路板；發(fā)熱的模塊，其具有第1主體部和與該印刷電路板連接的引線部，同時具有設(shè)置在前述第1主體部上的固定孔；散熱片，其安裝在前述第1主體部的上表面，用于散放前述模塊散發(fā)出的熱量；樹脂制絕緣性的隔熱部件，其插入前述印刷電路板和前述第1主體部之間；以及固定部件，其固定該隔熱部件、前述模塊和前述散熱片，在前述隔熱部件上，設(shè)有使前述引線部插入的引線孔、和使前述固定部件貫穿的第1固定用孔，在前述印刷電路板上，設(shè)有使前述固定部件貫穿的第2固定用孔。
第2發(fā)明涉及的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，具有芯片部件，其固定在前述印刷電路板上，且配置在前述第1主體部之下，在前述隔熱部件上，設(shè)有使前述芯片部件游動插入的狹縫或凹部。
第3發(fā)明涉及的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，具有電源部件，其作為前述模塊的驅(qū)動源；以及殼體，其收容前述印刷電路板、前述模塊、前述電源部件以及前述隔熱部件，同時具有使前述模塊的上表面開放的開孔，其特征在于，在前述殼體上具有將前述散熱片及前述模塊和前述電源部件隔離的分隔部。
第4發(fā)明涉及的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，前述分隔部具有第1分隔部及第2分隔部，該第1分隔部設(shè)置在前述殼體上，同時沿前述散熱片的側(cè)面設(shè)置，該第2分隔部設(shè)置在前述隔熱部件上，同時與該第1分隔部抵接或接近，前述第2分隔部為大致U形狀。
第5發(fā)明所涉及的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，前述殼體由樹脂構(gòu)成，前述殼體的前述開孔，形成為比前述第1主體部略大；在前述殼體上，在前述開孔周圍，設(shè)有與前述散熱片的底面接近并相對的頂部。
第6發(fā)明所涉及的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，具有發(fā)熱的組件，其引線部固定在前述印刷電路板上，同時具有以長方體形狀直立設(shè)置的第2主體部；散熱片，其具有使前述組件的第2主體部突出的孔，同時具有褶部；以及夾緊部件，其使前述褶部與前述第2主體部接觸，同時在開閉方向上具有彈性。
第7發(fā)明所涉及的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，在前述隔熱部件上設(shè)有使前述組件的前述第2主體部插入的孔，同時在該孔的長度方向上設(shè)有支撐該第2主體部的突起部。
根據(jù)第1發(fā)明，利用隔熱部件對從模塊的主體部的下表面產(chǎn)生的輻射熱量進(jìn)行隔熱，同時傳導(dǎo)從模塊主體部的上表面產(chǎn)生的熱量，利用散熱片向大氣散放熱量。因此，具有以下效果，即，可以抑制由于從模塊的下表面產(chǎn)生的熱量，由印刷電路板的熱膨脹所引起的變形等。
根據(jù)第2發(fā)明，因為在隔熱部件上設(shè)有插入芯片部件的狹縫或凹部，所以可以在隔熱部件的內(nèi)部收容芯片部件。因此，具有以下效果，即，可以抑制來自模塊下表面的輻射熱量，同時節(jié)省空間。
根據(jù)第3發(fā)明，因為在殼體里設(shè)有將散熱片及模塊和電源部件隔離的分隔部，所以可以利用分隔部隔絕散熱片及模塊所產(chǎn)生的輻射熱量。由此，具有散熱片及模塊的輻射熱量不易向電源部件傳播的效果。
根據(jù)第4發(fā)明，因為可以簡單地形成分隔部，同時第2分隔部為大致U形狀，所以可以利用第2分隔部隔絕由模塊產(chǎn)生的輻射熱量。由此，具有該輻射熱量不易向電源部件傳遞的效果。
根據(jù)第5發(fā)明，因為可以利用殼體的頂部隔絕由散熱片產(chǎn)生的熱量，所以減少從散熱片向模塊的熱輻射。因此，具有可以促進(jìn)模塊的散熱的效果。
根據(jù)第6發(fā)明，具有下述效果，即，能夠共用模塊和組件的散熱片，同時可以簡單地將組件與散熱片熱連接。
根據(jù)第7發(fā)明，因為設(shè)有使組件的第2主體部插入的孔，同時在該孔的長度方向上設(shè)有支撐該第2主體部的突起部，所以具有可利用該突起部支撐組件的效果。


圖1是使用本發(fā)明的一個實施例的模塊散熱構(gòu)造的控制裝置的分解斜視圖。
圖2是圖1所示的控制裝置的內(nèi)部接線圖。
圖3是圖1所示的模塊散熱構(gòu)造的分解斜視圖(a)、隔熱部件的底面圖(b)。
圖4是圖1所示的控制裝置的橫向剖面圖(a)，將隔熱部件、印刷電路板、電解電容器組合后的單元的斜視圖(b)。
圖5是圖4所示的控制裝置的從底面觀察的分解斜視圖。
圖6是本發(fā)明的其他實施例的隔熱部件的斜視圖。
圖7是本發(fā)明的其他實施例的控制裝置的從底面觀察的分解斜視圖。
圖8是本發(fā)明的其他實施例的控制裝置的斜視圖。
圖9是由二極管組件、模塊、隔熱部件、印刷電路板構(gòu)成的單元的斜視圖(a)、隔熱部件的斜視圖(b)。
具體實施例方式
實施例1根據(jù)圖1至圖3說明本發(fā)明的一個實施例。圖1是本發(fā)明的一個實施例的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置的分解斜視圖，圖2是圖1所示的控制裝置的內(nèi)部接線圖，圖3是圖1所示的模塊散熱構(gòu)造的分解斜視圖。在圖1中，使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置1具有印刷電路板3；芯片部件11以及電解電容器15，它們安裝在該印刷電路板3上；電源模塊5，其隔著隔熱部件9固定在印刷電路板3上，同時封裝了發(fā)熱的晶體管；散熱片7，其發(fā)散電源模塊5的熱量；以及由以二階的階梯狀形成的罩22和底板24構(gòu)成的殼體20，其收容電解電容器15、芯片部件11和隔熱部件9。
并且，控制裝置1的接線如圖2所示，使得電解電容器15與將輸入的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓的二極管組件25的直流側(cè)連接，并連接電源模塊5，該電源模塊5構(gòu)成可以將上述直流電壓轉(zhuǎn)換為具有任意頻率的交流電壓的轉(zhuǎn)換器，此外，連接驅(qū)動部12，其具有驅(qū)動該電源模塊5的芯片部件11。
在圖3中，模塊散熱構(gòu)造具有平板狀的印刷電路板3；電源模塊5，其具有第1主體部5a、和通過軟釬焊安裝在該印刷電路板3上進(jìn)行連接的作為引線部的引線5L，同時具有設(shè)置在大致板狀的第1主體部5a上的固定孔5e、5e而進(jìn)行散熱；散熱片7，其安裝在第1主體部5a的上表面(頂面)，具有用于散放模塊5的熱量的板狀褶部7b，同時設(shè)置螺栓孔7e；隔熱部件9，其插入印刷電路板3和第1主體部5a之間，為板狀的樹脂制絕緣性部件；以及作為固定部件的螺栓13，其固定電源模塊5和散熱片7。
隔熱部件9上設(shè)有使引線5L插入的貫通的狹縫狀引線孔9L、9L、使螺栓13貫通的第1固定用孔9e、9e、以及收容芯片部件11的凹狀的凹部9k，其厚度為，可以抑制從電源模塊5的底面散發(fā)出的熱量，且比從引線5L的鉛直方向的長度中減掉印刷電路板3的厚度后的厚度要薄。在這里，為了收容芯片部件11，可以不是凹部9k而是通孔，但做成凹部9k是為了防止從電源模塊5的底面產(chǎn)生的熱量，向多個芯片部件11以及位于該底面的印刷電路板3輻射。在印刷電路板3上設(shè)有使螺栓13貫通的第2固定用孔3e、3e。
這樣構(gòu)成的模塊散熱構(gòu)造是這樣得到的，即，以使凹部9k位于安裝在印刷電路板3上的芯片部件11上的方式放置隔熱部件9，使電源模塊5的引線5L穿過隔熱部件9的引線孔9L、9L，使引線5L穿過印刷電路板3的通孔(未圖示)中進(jìn)行軟釬焊安裝，之后使散熱片7的下表面與電源模塊5的上表面重合，將螺栓13、13穿過印刷電路板3的第2固定用孔3e、3e、隔熱部件9的第1固定用孔9e、9e、電源模塊5的固定孔5e、5e，螺合在散熱片7的螺栓孔7e、7e中。
這樣，如果驅(qū)動控制裝置1，則電源模塊5工作而電源模塊5發(fā)熱。于是，該散發(fā)出的熱量從電源模塊5的主體部5a的上表面向散熱片7傳導(dǎo)，從散熱片7的表面散放。另一方面，從電源模塊5的主體部5a的底面產(chǎn)生的輻射熱量被隔熱部件9被隔絕。由此，從電源模塊5的主體部5a散發(fā)出的熱量幾乎都被傳導(dǎo)而利用散熱片7散放到大氣中，同時利用隔熱部件9，能夠減少向芯片部件11、印刷電路板3輻射的熱量。由此，可以減少印刷電路板3的熱變形。
實施例2根據(jù)圖1、圖4及圖5說明本發(fā)明的另一實施例。圖4是圖1所示的控制裝置的橫向剖面圖(a)，將隔熱部件、印刷電路板、電解電容器組裝而成的單元的斜視圖(b)，圖5是圖4所示的控制裝置的從底面觀察的分解斜視圖。圖4及圖5中，與圖1至圖3中相同的標(biāo)號，表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，省略其說明。
在圖1、圖4及圖5中，控制裝置的特征為，非發(fā)熱部和發(fā)熱部分離，該非發(fā)熱部是在殼體20內(nèi)收容了發(fā)熱量較少的電解電容器15等而成，該發(fā)熱部如電源模塊5這樣，散發(fā)出的熱量比電解電容器15大。并且，發(fā)熱部和非發(fā)熱部之間的分離是形成分隔部，其由成為從殼體20的第1階梯部到第2階梯部的垂直部的罩22的側(cè)壁22t、和隔熱部件111的突起片111t形成。在這里，分隔部也可以由罩22的側(cè)壁22t或突起片111t中的任一個形成。
并且，在散熱片7上具有與電源模塊5的底面緊密連接的凸面部7f。
殼體20由平板狀的底板24和罩22構(gòu)成，在底板24上設(shè)有遍布整個邊緣部以四角狀直立設(shè)置的立設(shè)片24f。罩22為具有第一階梯部22a和第二階梯部22c的階梯狀，為了使散熱片7的褶部7b突出，具有使第一階梯部的上表面開放的開孔22e，底面敞開，在頂面設(shè)有多個狹縫孔22s。
隔熱部件111上設(shè)有貫通的狹縫狀的引線孔111L、111L，其使電源模塊5的引線5L插入；第1固定用孔111e、111e，其使螺栓13插入；以及突起111t、111t，其直立設(shè)置于邊緣部上。在這里，該突起111t設(shè)有兩個，但也可以只有罩22的側(cè)面22t的相鄰側(cè)的突起。由此，形成上述分隔部。
根據(jù)這種控制裝置，通過在殼體20內(nèi)部利用分隔部而劃分為發(fā)熱部和非發(fā)熱部，使得由發(fā)熱部內(nèi)的電源模塊5產(chǎn)生的放射熱量難以傳遞給非發(fā)熱部內(nèi)的電解電容器15。
另外，如圖6所示，通過在隔熱部件111的一個邊緣部上設(shè)置倒U部111u，使發(fā)熱部和非發(fā)熱部更加熱分離。即，通過在隔熱部件111的倒U部111u內(nèi)部設(shè)置間隙g，將發(fā)熱部和非發(fā)熱部進(jìn)一步分離。
并且，殼體220如圖7所示由樹脂構(gòu)成，殼體220的開孔220e形成為比電源模塊5的第1主體部5a略大，在開孔220e的周圍，設(shè)置與散熱片7接近且相對的頂部220d。
根據(jù)使用這種殼體220的控制裝置，由于通過從電源模塊5傳導(dǎo)的熱量而散熱片7發(fā)熱，伴隨該發(fā)熱的放射熱量不易輻射到模塊5等上。
實施例3根據(jù)圖8及圖9說明本發(fā)明的另一實施例。圖8是另一實施例的控制裝置的斜視圖，圖9是由二極管組件、模塊、隔熱部件、印刷電路板組成的單元的斜視圖(a)，隔熱部件的斜視圖(b)。圖8及圖9中，與圖4至圖5中相同的標(biāo)號表示相同或相當(dāng)?shù)牟糠?，省略其說明。
在圖8及圖9中，控制裝置具有印刷電路板3；發(fā)熱的二級管組件25，其在印刷電路板3上固定作為引線部的引線25L，同時具有以長方體形狀直立設(shè)置的第2主體部25h；散熱片7，其具有使二極管組件25的第2主體部25h突出的孔7h，同時具有褶部7b；以及夾緊部件301，其使得褶部7b和二極管組件25的第2主體部25h接觸，同時在開閉方向上具有彈性。
在隔熱部件211上，設(shè)置使二極管組件25的第2主體部25h插入的孔211f，同時在該孔211f的長度方向設(shè)置支撐該第2主體部25h的突起部211t、211t。
根據(jù)這種控制裝置，因為利用在開閉方向上具有彈性的夾緊部件301，使散熱片7的褶部7b和二極管組件25的第2主體部25h接觸，所以可以共用二極管組件25及電源模塊5的散熱片7，同時利用夾緊部件301，從散熱片7散放二極管組件25的第2主體部25h散發(fā)出的熱量。
并且，在將二極管組件25固定在印刷電路板3時，隔著隔熱部件9將電源模塊5固定在印刷電路板3上，之后使二極管組件25的引線25L穿過隔熱部件211的孔211f，一邊將第2主體部25h挾持在隔熱部件211的突起部211t、211t上，一邊將該引線25L固定在印刷電路板3上。因此，可以利用隔熱部件211的突起部211t、211t，保持二極管組件25的主體部25h，所以在將二極管組件25固定在印刷電路板3上時，二極管組件25的主體部25h不易彎曲。
工業(yè)實用性如上所述，本發(fā)明涉及的模塊散熱構(gòu)造及應(yīng)用該構(gòu)造的控制裝置，適用于電動機(jī)控制。
權(quán)利要求
1.一種模塊散熱構(gòu)造，其特征在于，具有印刷電路板；發(fā)熱的模塊，其具有第1主體部和與該印刷電路板連接的引線部，同時具有設(shè)置在前述第1主體部上的固定孔；散熱片，其安裝在前述第1主體部的上表面，用于散放前述模塊散發(fā)出的熱量；樹脂制絕緣性的隔熱部件，其插入前述印刷電路板和前述第1主體部之間；以及固定部件，其固定該隔熱部件、前述模塊和前述散熱片，在前述隔熱部件上，設(shè)有使前述引線部插入的引線孔、和使前述固定部件貫穿的第1固定用孔，在前述印刷電路板上，設(shè)有使前述固定部件貫穿的第2固定用孔。
2.一種使用權(quán)利要求1所述的模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，具有芯片部件，其固定在前述印刷電路板上，且配置在前述第1主體部之下，在前述隔熱部件上，設(shè)有使前述芯片部件游動插入的狹縫或凹部。
3.一種使用權(quán)利要求1所述的模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，具有電源部件，其作為前述模塊的驅(qū)動源；以及殼體，其收容前述印刷電路板、前述模塊、前述電源部件以及前述隔熱部件，同時具有使前述模塊的上表面開放的開孔，其特征在于，在前述殼體上具有將前述散熱片及前述模塊和前述電源部件隔離的分隔部。
4.如權(quán)利要求3所述的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，前述分隔部具有第1分隔部及第2分隔部，該第1分隔部設(shè)置在前述殼體上，同時沿前述散熱片的側(cè)面設(shè)置，該第2分隔部設(shè)置在前述隔熱部件上，同時與該第1分隔部抵接或接近，前述第2分隔部為大致U形狀。
5.如權(quán)利要求4所述的使用模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，前述殼體由樹脂構(gòu)成，前述殼體的前述開孔，形成為比前述第1主體部略大；在前述殼體上，在前述開孔周圍，設(shè)有與前述散熱片的底面接近并相對的頂部。
6.一種使用權(quán)利要求1所述的模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，具有發(fā)熱的組件，其引線部固定在前述印刷電路板上，同時具有以長方體形狀直立設(shè)置的第2主體部；散熱片，其具有使前述組件的第2主體部突出的孔，同時具有褶部；以及夾緊部件，其使前述褶部與前述第2主體部接觸，同時在開閉方向上具有彈性。
7.一種使用權(quán)利要求1所述的模塊散熱構(gòu)造的控制裝置，其特征在于，在前述隔熱部件上設(shè)有使前述組件的前述第2主體部插入的孔，同時在該孔的長度方向上設(shè)有支撐該第2主體部的突起部。
全文摘要
一種模塊散熱構(gòu)造，其具有發(fā)熱的模塊(5)，其具有第1主體部(5a)和與印刷電路板(3)連接的引線(5L)，同時具有設(shè)置在第1主體部(5a)上的固定孔(5e)；散熱片(7)，其安裝在第1主體部(5a)的上表面上，用于散放模塊(5)產(chǎn)生的熱量；樹脂制絕緣性部件的隔熱部件(9)，其插入印刷電路板(3)和第1主體部(5a)之間；以及螺栓(13)，其固定隔熱部件(9)、模塊(5)和散熱片(7)，在隔熱部件(9)上設(shè)有使引線(5L)插入的引線孔(9L)，和使螺栓(13)貫穿的第1固定用孔(9e)，在印刷電路板(3)上設(shè)有使螺栓(13)貫穿的第2固定用孔(3e)。
文檔編號H05K1/14GK1926932SQ200480042480
公開日2007年3月7日 申請日期2004年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月18日
發(fā)明者山田弘, 阿部智典, 瀧腰啟一 申請人:三菱電機(jī)株式會社