功率转换装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种功率转换装置，该功率转换装置中，安装于基板的发热电路元器件的热量的散热路径中不经由壳体而能将发热电路元器件的热量高效地向冷却体进行散热，并进一步抑制发热电路元器件的热量而导致的周围温度的上升。该功率转换装置包括：半导体功率模块，该半导体功率模块的箱体内内置有功率转换用的半导体开关元件，且在该箱体的一个面上设置有对该半导体开关元件进行冷却的冷却构件；安装基板，该安装基板安装有包含发热电路元器件的电路元器件，所述发热电路元器件驱动所述半导体开关元件；冷却体，该冷却体对所述半导体功率模块的冷却构件进行冷却；以及导热支承构件，该导热支承构件将安装于所述安装基板上的发热电路元器件的发热直接传导至所述冷却体，所述导热支承构件包括支承所述安装基板的导热支承板部、以及在该导热支承板与所述冷却体之间形成导热路径的导热支承侧板部，并在所述导热支承侧板部形成有从周围气氛吸热的吸热部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】功率转换装置
本专利技术涉及一种功率转换装置，在所述功率转换装置中，在内置有功率转换用的半导体开关元件的半导体功率模块上隔着规定间隔地对安装基板进行支承，所述安装基板安装有包含驱动上述半导体开关元件的发热电路元器件的电路元器件。
技术介绍
作为这种功率转换装置，已知有专利文献1所记载的功率转换装置。该功率转换装置的壳体内设置有水冷管套，在该水冷套管上配置了半导体功率模块，该半导体功率模块内置有作为功率转换用的半导体开关元件的IGBT，并且该功率转换装置对该半导体功率模块进行冷却。此外，在壳体内，在半导体功率模块的水冷套管的相反侧隔着规定距离地配置有控制电路基板，由该控制电路基板产生的热量经由散热构件传导至对控制电路基板进行支承的金属底板，并且传导至金属底板的热量经由支承该金属底板的壳体的侧壁传导至水冷套管。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利第4657329号公报专利技术概要专利技术所要解决的技术问题然而，在上述专利文献1所记载的现有例中，控制电路基板所产生的热沿着控制电路基板→散热构件→金属底板→壳体→水冷套管这样的路径进行散热。因此，存在以下未解决的问题：即，由于将壳体用作为导热路径的一部分，因而也要求壳体具有良好的导热性，从而材料被限定为热传导率较高的金属，因此在要求小型化轻量化的功率转换装置中，无法选择树脂等较轻的材料，因而难以实现轻量化。另外，对于壳体，由于在大多数情况下要求防水、防尘，因此，一般在金属底板与壳体之间、壳体与水冷套管之间，涂布液态密封剂或夹入橡胶制充填物等。因此还存在以下未解决的问题：即，液态密封剂或橡胶制充填物的热传导率一般较低，将这些材料夹在热冷却路径中会导致热阻增大，从而导致冷却效率下降。为了解决该未解决的问题，还需要使基板或安装元器件的未完全去除的发热从壳体或壳体盖通过自然对流进行散热，为了增大壳体或壳体盖的表面积，壳体或壳体盖的外形变大，从而使得功率转换装置变得大型化。因此，本专利技术的目的在于着眼于上述现有例的未解决的问题，而提供一种功率转换装置，该功率转换装置使安装于基板的发热电路元器件的热量的散热路径不经由壳体，由此高效地将发热电路元器件的热量散热至冷却体，并且还能抑制由发热电路元器件的热量引起的周围温度的上升。解决技术问题所采用的技术方案为实现上述目的，本专利技术所涉及的功率转换装置的第一方式在于，包括：半导体功率模块，该半导体功率模块的一个面与冷却体相接合；安装基板，该安装基板安装有包含发热电路元器件的电路元器件，所述发热电路元器件驱动所述半导体功率模块；以及热传导路径，该热传导路径使所述安装基板的热量传导至所述冷却体。此外，所述热传导路径具有从周围气氛吸热的吸热部。根据该结构，能利用热传导路径将安装于安装基板的发热电路元器件的热量直接向冷却体进行散热。此外，导热支承侧板部具有从周围气氛吸热的吸热部，因此通过从导热支承侧板部的周边部的周边气氛进行吸热，能抑制周围气氛的温度上升。本专利技术所涉及的功率转换装置的第二方式在于，包括：半导体功率模块，该半导体功率模块在箱体内内置有功率转换用的半导体开关元件，且在该箱体的一个面上设置有对该半导体开关元件进行冷却的冷却构件；安装基板，该安装基板安装有包含发热电路元器件的电路元器件，所述发热电路元器件驱动所述半导体开关元件；冷却体，该冷却体对所述半导体功率模块的冷却构件进行冷却；以及导热支承构件，该导热支承构件将安装于所述安装基板上的发热电路元器件所发出的热量直接传导至所述冷却体。此外，所述导热支承构件包括支承所述安装基板的导热支承板部、以及在该导热支承板与所述冷却体之间形成导热路径的导热支承侧板部，所述导热支承侧板部形成有从周围气氛吸热的吸热部。根据该结构，能利用导热支承构件的导热支承板部及导热支承侧板部将安装于安装基板的发热电路元器件的热量直接向冷却体进行散热，而不经由壳体。此外，导热支承侧板部具有从周围气氛吸热的吸热部，因此通过从导热支承侧板部的周边部的周边气氛进行吸热，能抑制周围气氛的温度上升。另外，本专利技术所涉及的功率转换装置的第三方式在于，所述吸热部由形成供连接导体插入的开口并向外侧弯曲的弯曲部构成，该连接导体连接所述半导体功率模块的外部连接端子，该外部连接端子设置在所述导热支承侧板部的与所述半导体功率模块相对的侧面的外侧。根据该结构，使由导热路径形成构件上的例如U字形的狭缝形成的舌片弯曲，从而能形成供与半导体功率模块的外部连接端子相连接的连接导体插入的开口，并形成弯曲部，能发挥吸热效果，而无需安装其它的吸热构件。本专利技术所涉及的功率转换装置的第四方式在于，所述吸热部由设置于所述导热支承侧板部的与所述半导体功率模块相对的侧面的外侧的多个吸热翅片构成。根据该结构，在导热路径形成构件中设有多个吸热翅片，因此增加了吸热面积，能提高吸热效果。本专利技术所涉及的功率转换装置的第五方式在于，所述吸热部由在设置于所述导热支承侧板部的与所述半导体功率模块相对的侧面的外侧的多个吸热肋片构成。根据该结构，在导热路径形成构件中设有多个吸热肋片，因此增加了吸热面积，能提高吸热效果。在本专利技术所涉及的功率转换装置的第六方式中，所述导热支承板由导热支承侧板部固定支承。根据该结构，导热支承板部由导热支承侧板部固定支承，因此增加了到冷却体的导热截面积，能高效地使发热电路元器件散热。在本专利技术所涉及的功率转换装置的第七方式中，所述导热支承板部隔着导热构件来支承所述安装基板。根据该结构，安装于安装基板的发热电路元器件的热量能经由导热构件传导至导热支承板，能确保较大的导热截面积从而进行高效的导热。本专利技术所涉及的功率转换装置的第八方式在于，所述导热构件由绝缘体构成。根据该结构，由于导热构件由绝缘体构成，因此能可靠地进行安装于安装基板的电路元器件与导热支承板之间的绝缘，能使两者的间隔变窄，并且能以热传导率较高的金属材料来形成导热支承板。另外，本专利技术所涉及的功率转换装置的第九方式在于，所述导热构件由具有伸缩性的弹性体构成。根据该结构，由于导热构件由具有伸缩性的弹性体构成，因此能扩大与安装于安装基板的电路元器件之间的接触面积，能高效地将发热电路元器件所发出的热量传导至导热支承板。本专利技术所涉及的功率转换装置的第十方式在于，利用紧固构件压缩所述导热构件并将所述安装基板与所述导热支承构件的导热支承板部固定。根据该结构，由于利用紧固构件对导热构件进行压缩的同时将该导热构件固定，因此在使用混入了例如充填物而形成的导热构件的情况下，能通过压缩提高导热构件的热传导率。本专利技术所涉及的功率转换装置的第十一方式在于，在所述紧固构件的周围插入间隔调整构件，该间隔调整构件将所述安装基板与所述导热支承构件的导热支承板部之间的间隔维持在规定值。根据该结构，在导热构件是混入了充填物的弹性体的情况下，能正确地规定导热构件的压缩高度，能正确地调整导热构件的热传导率。本专利技术所涉及的功率转换装置的第十二方式在于，所述导热支承板部具有支承所述安装基板的导热基板支承部。根据该结构，利用与导热支承板形成为一体的导热基板支承部对安装基板进行支承，因此能抑制导热基板支承部与导热支承板之间的热阻，进行高效的热传导。本专利技术所涉及的功率转换装置的第十三方式在于，具备多组由所述安装基板和所述导热支承构件所构成的组，使每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种功率转换装置，其特征在于，包括：半导体功率模块，该半导体功率模块的一个面与冷却体相接合；安装基板，该安装基板安装有包含发热电路元器件的电路元器件，所述发热电路元器件驱动所述半导体功率模块；以及热传导路径，该热传导路径使所述安装基板的热量传导至所述冷却体，所述热传导路径具有从周围气氛吸热的吸热部。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.02.07 JP 2012-0243181.一种功率转换装置，其特征在于，包括：半导体功率模块，该半导体功率模块在箱体内内置有功率转换用的半导体开关元件，且在该箱体的一个面上设置有对该半导体开关元件进行冷却的冷却构件；安装基板，该安装基板安装有包含发热电路元器件的电路元器件，所述发热电路元器件驱动所述半导体开关元件；冷却体，该冷却体对所述半导体功率模块的冷却构件进行冷却；以及导热支承构件，该导热支承构件将安装于所述安装基板上的发热电路元器件所发出的热量直接传导至所述冷却体，所述导热支承构件包括支承所述安装基板的导热支承板部、以及在该导热支承板与所述冷却体之间形成导热路径的导热支承侧板部，所述导热支承侧板部形成有从周围气氛吸热的吸热部，所述吸热部由形成供连接导体插入的开口并向外侧弯曲的弯曲部构成，该连接导体连接所述半导体功率模块的外部连接端子，该外部连接端子设置在所述导热支承侧板部的与所述半导体功率模块相对的侧面的外侧。2.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，所述吸热部由设置于所述导热支承侧板部的与所述半导体功率模块相对的侧面的外侧的多个吸热翅片构成。3.如权利要求1所述的功率转换装置，其特征在于，所述吸热部由在设置于所述导热支承侧板部的与所述半导体功率模块相对的侧面的外侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田美里，田中泰仁，
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