电力转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电力转换装置，其能够使安装于衬底上的发热电路部件的热量高效率地散热至冷却体，并且可实现小型化。本发明专利技术的电力转换装置（1）具备：半导体功率模块（11），一个面与冷却体（3）相接合；多个安装衬底（21）、（22）、（42），安装有包括驱动所述半导体功率模块的发热电路部件的电路部件；导热路径（35）、（37），将所述多个安装衬底的热量传导至所述冷却体（3），而所述多个安装衬底中的至少彼此相面对的一对安装衬底（22）、（42）以使导热组件（27）介于所述一对安装衬底之间的实心状态被层叠。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种电力转换装置，其能够使安装于衬底上的发热电路部件的热量高效率地散热至冷却体，并且可实现小型化。本专利技术的电力转换装置（1）具备：半导体功率模块（11），一个面与冷却体（3）相接合；多个安装衬底（21）、（22）、（42），安装有包括驱动所述半导体功率模块的发热电路部件的电路部件；导热路径（35）、（37），将所述多个安装衬底的热量传导至所述冷却体（3），而所述多个安装衬底中的至少彼此相面对的一对安装衬底（22）、（42）以使导热组件（27）介于所述一对安装衬底之间的实心状态被层叠。【专利说明】电力转换装置
本专利技术涉及一种电力转换装置，其在内置有电力转换用半导体开关元件的半导体功率模块上，支撑安装有包括驱动半导体开关元件的发热电路部件的电路部件的安装衬。
技术介绍
作为这种电力转换装置，专利文献I中所记载的电力转换装置广为人知。该电力转换装置，在机壳内配置水冷套，并通过在该水冷套上配置内置有作为电力转换用半导体开关元件的IGBT的功率模块来进行冷却。另外，在机壳内，在与功率模块的水冷套相反一侧保持预定距离而配置控制电路衬底以及驱动电路衬底，将在控制电路衬底以及驱动电路衬底中产生的热量通过散热组件传导至支撑控制电路衬底以及驱动电路衬底的金属基板，进而将传导至金属基板的热量通过支撑该金属基板的机壳侧壁传导至水冷套。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利第4657329号公報
技术实现思路
技术问题然而，在上述专利文献I中所记载的现有例中，将在控制电路衬底中所产生的热量通过控制电路衬底一散热组件一金属基板一机壳一水冷套的路径进行散热。为此，机壳作为导热路径的一部分被使用，因而对机壳也要求良好的导热性，所以机壳形成材料被限定为导热率较高的金属，因此在要求小型轻量化`的电力转换装置中，存在无法选择树脂等轻量的材料且很难实现轻量化的问题。此外,对于机壳要求防水、防尘的情况较多，因此一般在金属基板与机壳之间、机壳与水冷套之间涂敷液态密封剂或夹入橡胶制衬垫等。液态密封剂以及橡胶制衬垫的导热率通常较低，且这些存在于热冷却路径之间，因而还存在热阻增强而使冷却效率下降的未解决的问题。为解决所述未解决的问题，还需要对于衬底以及安装部件所产生的无法除去的热量通过来自机壳或机壳盖的自然对流进行散热，并且为了增大机壳与机壳盖的表面积，需要增大机壳与机壳盖的外形使电力转换装置大型化。因此，本专利技术着眼于上述现有例的未解决的问题而完成，其目的在于提供一种能够将安装于衬底的发热电路部件的热量高效率地散热至冷却体且能够实现小型化的电力转换装置。技术方案为实现所述目的，本专利技术的电力转换装置的第I方式，具备:半导体功率模块，一个面与冷却体相接合；多个安装衬底，安装有包括驱动所述半导体功率模块的发热电路部件的电路部件；导热路径，将所述多个安装衬底的热量传导至所述冷却体。并且，所述多个安装衬底中的至少彼此相面对的一对安装衬底以使导热组件介于所述一对安装衬底之间的实心状态被层叠。根据该构成，由于对安装有彼此相对的发热电路部件的一对安装衬底以使导热组件介于其之间的实心状态进行层叠，因此在一对安装衬底之间没有形成空气层，能够使发热电路部件所产生的热量高效率地通过导热组件、进而通过导热路径散热至冷却体。此外，本专利技术的电力转换装置的第2方式，具备:半导体功率模块，将电力转换用的半导体开关元件内置于壳体内；冷却体，配置于该半导体功率模块的一个面；多个安装衬底，安装有包括驱动被所述半导体功率模块的另一面所支撑的所述半导体开关元件的发热电路部件的电路部件。并且，所述多个安装衬底中的至少彼此相面对的一对安装衬底以使导热组件及导热支撑板介于所述一对安装衬底之间的实心状态被层叠，以使所述发热电路部件所产生的热量经由所述导热组件以及所述导热支撑板、进而通过与包围所述模块以及所述各安装衬底的机壳相独立的多个导热路径散热至所述冷却体。根据该构成，由于对安装有彼此相面对的发热电路部件的一对安装衬底以使导热组件以及导热支撑板介于其之间的实心状态进行层叠，因此在一对安装衬底之间没有形成空气层，能够使发热电路部件所产生的热量高效率地通过导热组件以及导热支撑板、进而通过导热路径散热至冷却体。此时，安装衬底与冷却体之间的多个导热路径与包围模块以及各安装衬底的机壳独立形成，因此能够不必考虑机壳的导热率而形成机壳，从而能够提高设计的自由度。此外，本专利技术的电力转换装置的第3方式，所述一对安装衬底的一个安装衬底在内外两面配置有导热组件。根据该构成，在安装衬底的内外两面配置有导热组件，因此能够将安装于安装衬底的内外的发热电路部件所产生的热量通过内外的导热组件高效率地导入至冷却体。此外，本专利技术的电力转换装置的第4方式，所述一对安装衬底在以预定压缩率压缩了所述弹性体的状态下被固定。根据该构成，使弹性体在压缩的状态下被固定，因此能够更好地使其与安装于安装衬底的发热部件相接触，并且还能够提高散热效果。此外，本专利技术的电力转换装置的第5方式，在所述一对安装衬底之间设有确定所述弹性体的压缩率的间隔调整组件。根据该构成，能够通过间隔调整组件来确定弹性体的压缩率，并且很容易将弹性体的压缩率调整至恒定值。此外，本专利技术的电力转换装置的第6方式，所述导热组件由具有导热性的绝缘体构成。根据该构成，导热组件由绝缘体所构成，因此能够将相面对的安装衬底之间的间隔设定得较窄，并且还能够将电力转换装置小型化。此外，本专利技术的电力转换装置的第7方式，所述导热组件由具有导热性且具有伸缩性的弹性体构成。根据该构成，导热组件具有伸缩性，因此能够使其与安装于安装衬底的发热部件等的周围相接触，以通过增加接触面积能够提高散热效果。此外，本专利技术的电力转换装置的第8方式，所述多个导热路径由连接所述导热支撑板与所述冷却体的导热支撑侧板构成。根据该构成，将配置于一对安装衬底之间的导热支撑板与冷却体之间通过导热支撑侧板进行连接，因此能够通过扩大导热路径的截面积而降低热阻，更有效地进行向冷却体的散热。此外，本专利技术的电力转换装置的第9方式，所述导热支撑板以及导热支撑侧板由导热率较高的金属材料构成。根据该构成，由导热率较高的铝、铝合金、铜等构成安装衬底，因此能够更有效地进行向冷却体的散热。专利技术效果根据本专利技术，对于安装有包括发热电路部件的电路部件的彼此相对的一对安装衬底，至少使导热组件介于两者之间而以实心状态进行层叠，因此在一对安装衬底之间没有形成蓄积热量的空气层，能够将发热电路部件所产生的热量有效地散热至冷却体。此外，一对安装衬底之间至少通过导热组件而实现一体化，因此能够提高对于上下方向的振动以及左右摇晃的刚性。另外，通过所述导热组件以及所述导热支撑组件、进而通过与包围将半导体开关元件内置于壳体内的半导体功率模块及安装衬底两者的机壳相独立的导热路径，将安装于一对安装衬底的发热电路部件所产生的热量连接至冷却体，从而能够有效地将安装衬底内外的热量散热至冷却体。因此，能够提供一种可减少与来自机壳、机壳盖的散热作用之间的联合使用，且通过控制机壳及机壳盖的大小而被小型化的廉价的电力转换装置。并且，不要求机壳具有良好的导热性，因此在机壳中可以使用树脂等轻量材料，可以提供一种使机壳轻量化而廉·价的电力转换装置。【专利附图】【附图说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力转换装置，其特征在于，具备：半导体功率模块，一个面与冷却体相接合；多个安装衬底，安装有包括驱动所述半导体功率模块的发热电路部件的电路部件；导热路径，将所述多个安装衬底的热量传导至所述冷却体，所述多个安装衬底中的至少彼此相面对的一对安装衬底以使导热组件介于所述一对安装衬底之间的实心状态被层叠。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中泰仁，柴田美里，
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