电子电气设备制造技术

本发明专利技术通过使噪声降低用导体与散热器的翅片部和壳体相接触来进行电导通，由此抑制非所期望的谐振的产生。具体而言增长最远离导体元件的翅片使其与壳体直接接触。由此，能够减少与包围作为热和电磁波的发生源的半导体元件的散热器和壳体结构相关的辐射噪声，并且对于半导体元件附近的翅片，相对地使其较短，以使作为制冷剂的外部气体(冷却气体)不容易通过的方式进行引导，从而能够提高冷却性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及至少能够减少由电子电气设备产生的辐射噪声的电子电气设备。
技术介绍
近年来，由于搭载于电子电气设备的半导体的高速化等，因电子电气设备产生的辐射噪声而给其他的电子电气设备带来的影响已成为问题。因该辐射噪声而给其他的电子电气设备带来的影响被称为EMI(ElectroMagneticInterference：电磁干扰)，主要会引起无线设备、通信设备的接收障碍、电子电气设备的误动作。为此，各国在30MHz～1GHz、或者根据使用的频率的不同，在其以上的频带，对由电子电气设备产生的辐射噪声进行了规定。为了抑制电子电气设备产生的辐射噪声，广泛使用下述方法，即：利用金属、导电性树脂、镀敷后的树脂等的屏蔽壳体来覆盖电子电气设备内的电路基板、模块布线、散热器等噪声辐射源。然而，利用屏蔽壳体来覆盖噪声辐射源进行屏蔽方法中，屏蔽性能和冷却性能的兼顾性成为课题。与此相对，在下述所示的专利文献1中，提出了为提高散热性能而在壳体的外周形成翅片结构，由此来提高冷却性能的方法。辐射噪声在噪声辐射源中发生谐振或驻波的频率下成为较高等级。作为针对这种特性的辐射噪声抑制方法，下述所示的专利文献2中提出了减少由散热器产生的辐射噪声的方法。图1是表示在构成现有的电子电气设备的半导体元件、散热器、壳体间的配置中产生电磁耦合的状态的图。图2是表示图1所示的现有结构例中辐射电场强度的观测例的图。图1和图2中，因半导体元件100的开关而产生的噪声分量经由寄生电容而传递至散热器200。此时，由于与散热器附近的金属壳体的电磁耦合330，从而在散热器200与壳体300之间产生谐振。于是，在该谐振频率下，传递至散热器200的噪声分量产生较大的电场振动，从而作为较高等级的辐射噪声而在外部被观测到。图2示出该状态，120MHz下的峰值作为因上述由谐振引起的电场分量而被观测到。通常，若半导体元件(开关元件)100产生的噪声与散热器200通过静电电容等进行电气耦合，则作为导体的散热器200起到产生辐射噪声的天线的作用，如图3所示那样，在散热器200的尺寸为波长的1/2的频率下，散热器200中产生驻波400，辐射噪声的辐射效率提高。作为针对由此产生的辐射噪声的对策，提出了下述方法，即：通过设计散热器的导电路径长度，以使得散热器的基底部不会产生驻波，由此来减少辐射噪声的辐射效率本身。此外，在下述所示的专利文献3中，提出了减少半导体功率开关元件与散热器之间的寄生电容，或者提高散热器与逆变器的壳体之间的电阻，由此来抑制因较高的电压变化而引起的漏电流，减少辐射噪声的方法。图4(A)及图4(B)是表示具备半导体元件、对该半导体元件的发热进行冷却的散热器、以及由导电性材料形成的壳体的现有的电子电气设备中的通风状态的图。即，在图4(A)中示出从风扇350排出、从开口部吸入的作为制冷剂的外部气体由于通过通风阻力较小的散热器200的侧部，因此在用于冷却半导体元件100的散热器200中没有足够的外部气体(冷却气体)流动的状态。在图4(B)中示出从风扇350排出、从开口部吸入的作为制冷剂的外部气体由于通过通风阻力较小的散热器200的下部，因此在用于冷却半导体元件100的散热器200中没有足够的外部气体(冷却气体)流动的状态。如上所述，通过利用屏蔽壳体完全覆盖电路来减少辐射噪声的方法除了上述的屏蔽性能和冷却性能的兼顾性之外，还存在设备重量变大，成本变高等问题。另一方面，利用专利文献2所示的方法来减少噪声辐射效率的方法存在散热器结构变复杂的问题，随之还存在成本变高等问题。此外，作为专利文献2中的其他问题，存在有：由于不仅上述的散热器单体，散热器与周围的壳体结构也会因谐振而引起辐射噪声的峰值，因此，仅采用专利文献2所提出的对策，作为辐射噪声对策而言无法获得充足的效果。此外，作为散热器和周围的壳体结构所涉及的问题，还存在无法充分地对配置在散热器上的半导体元件进行冷却的问题。即，如图4(A)、图4(B)所示那样，由于从风扇350排出、从开口部吸入的作为制冷剂的外部气体通过通风阻力较小的散热器的侧部和下部，因此在散热器200中没有足够的外部气体(冷却气体)流动，从而不能利用散热器200充分地进行散热，半导体元件100的冷却不充分。专利文献1：日本专利特开2006-049555号公报专利文献2：日本专利特开2008－103458号公报专利文献3：日本专利第3649259号公报
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电子电气设备，能够减少由包含有半导体元件、散热器、壳体的配置的电子电气设备产生的辐射噪声，与此同时还能够进一步提高冷却性能。为了实现上述目的，本专利技术的电子电气设备具备半导体元件、对该半导体元件的发热进行冷却的散热器、以及由导电性材料形成的壳体，所述散热器包括：由导电体形成的基底部、以及由竖立设置于该基底部或安装于该基底部的嵌合用凹部的至少二个以上的翅片构成的翅片部，使该翅片部的一个部位与所述壳体面接触，并且在所述翅片部的其他部位与所述壳体之间设置引导制冷剂的通风路径的空间。此外，本专利技术的电子电气设备具备半导体元件、对该半导体元件的发热进行冷却的散热器、以及由导电性材料形成的壳体，所述散热器包括：由导电体形成的基底部、以及由竖立设置于该基底部或安装于该基底部的嵌合用凹部的至少二个以上的翅片构成的翅片部，在该翅片部与所述壳体之间配置引导制冷剂的通风路径的导电性材料。此外，本专利技术的电子电气设备具备半导体元件、对该半导体元件的发热进行冷却的散热器、以及由导电性材料形成的壳体，所述散热器包括：由导电体形成的基底部、以及由竖立设置于该基底部或安装于该基底部的嵌合用凹部的至少二个以上的翅片构成的翅片部，在该翅片部与所述壳体之间配置引导制冷剂的通风路径的非导电性材料。由此，能够简单且有效地减少包围作为热和电磁波发生源的半导体元件的散热器、壳体结构的相关辐射噪声，并且通过对作为制冷剂的外部气体进行引导来充分地使散热器冷却，从而能够使半导体元件冷却。此外，为了引导制冷剂的通风路径而将导电性构件配置在散热器与壳体之间，因此能够在抑制散热器与壳体间的谐振的同时，提高冷却性能。并且，为了引导制冷剂的通风路径而将非导电性构件配置在散热器部与壳体之间，因此能够在抑制散热器部与壳体部间的谐振的同时，提高冷却性能。附图说明图1是表示在构成现有的电子电气设备的半导体元件、散热器、壳体间的配置下产生电磁耦合的状态的图。图2是表示图1所示的现有结构例中辐射电场强度的观测例的图。图3是表示在构成现有的电子电气设备的半导体元件、散热器、壳体间的配置下散热器中产生的驻波的状态的图。图4是表示具备半导体元件、对该半导体元件的发热进行冷却的散热器、以及由导电性材料形成的壳体的现有的电子电气设备中的通风状态的图。图5是表示本专利技术的实施方式1所涉及的电子电气设备的半导体元件、散热器、以及壳体的配置关系的示例的图。图6是表示本专利技术的实施方式2所涉及的电子电气设备的半导体元件、散热器、以及壳体的配置关系的示例的图。图7是表示本专利技术的实施方式3所涉及的电子电气设备的半导体元件、散热器、壳体、以及噪声降低用导体的配置关系的示例的图。图8是表示本专利技术的实施方式4所涉及的电子电气设备的风扇、半导体元件、散热器、壳体、以及噪声降低用导体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子电气设备，包括半导体元件、对所述半导体元件的发热进行冷却的散热器、以及由导电体形成的壳体，所述电子电气设备的特征在于，所述散热器包括：由导电体形成的基底部、以及由竖立设置于该基底部或安装于该基底部的嵌合用凹部的至少二个以上的翅片构成的翅片部，使该翅片部的一个部位与所述壳体面接触，并且在所述翅片部的其他部位与所述壳体之间设置引导制冷剂的通风路径的空间。

【技术特征摘要】
2015.08.18 JP 2015-1610561.一种电子电气设备，包括半导体元件、对所述半导体元件的发热进行冷却的散热器、以及由导电体形成的壳体，所述电子电气设备的特征在于，所述散热器包括：由导电体形成的基底部、以及由竖立设置于该基底部或安装于该基底部的嵌合用凹部的至少二个以上的翅片构成的翅片部，使该翅片部的一个部位与所述壳体面接触，并且在所述翅片部的其他部位与所述壳体之间设置引导制冷剂的通风路径的空间。2.如权利要求1所述的电子电气设备，其特征在于，所述翅片部的一个部位是距离所述半导体元件的底面最远的翅片，该翅片的底面与所述壳体进行面接触。3.如权利要求2所述的电子电气设备，其特征在于，所述翅片部的一个部位与噪声降低用导体相接触，该噪声降低用导体与所述壳体的开口部面接触。4.如权利要求2所述的电子电气设备，其特征在于，所述翅片部的一个部位具备朝向与所述壳体并行的方向弯曲的弯曲部，所述弯曲部与所述壳体面接触。5.如权利要求4所述的电子电气设备，其特征在于，所述翅片部的一个部位与噪声降低用导体相接触，该噪声降低用导体与所述壳体的开口部面接触。6.如权利要求5所述的电子电气设备，其特征在于，所述噪声降低用导体是具有与所述翅片部和所述壳体面接触的弯曲凸部的板状导体，所述弯曲凸部与所述翅...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤田美和子，新谷贵范，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP