本發(fā)明涉及能夠降低由電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的輻射噪聲的電子電氣設(shè)備。
背景技術(shù):
近年來,由于搭載于電子電氣設(shè)備的半導(dǎo)體的高速化等,由電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的輻射噪聲對其他的電子電氣設(shè)備帶來的影響已成為問題。因該輻射噪聲而給其他電子電氣設(shè)備帶來的影響被稱為EMI(Electro Magnetic Interference:電磁干擾),主要會引起無線設(shè)備、通信設(shè)備的接收障礙、電子電氣設(shè)備的誤動作。
為此,各國在30MHz~1GHz、或者根據(jù)使用的頻率的不同,在其以上的頻帶,對由電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的輻射噪聲進行了規(guī)定。
為了抑制電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的輻射噪聲,廣泛使用下述方法,即:利用金屬、導(dǎo)電性樹脂、鍍敷后的樹脂等的屏蔽殼體來覆蓋電子電氣設(shè)備內(nèi)的電路基板、模塊布線、散熱器等噪聲輻射源。然而,利用屏蔽殼體來覆蓋噪聲輻射源的方法中,屏蔽性能和冷卻性能的兼顧性成為課題。
與此相對,在下述所示的專利文獻1中,提出了為提高散熱性能而在殼體的外周形成翅片結(jié)構(gòu),由此來提高冷卻性能的方法。
此外,輻射噪聲在噪聲輻射源中發(fā)生諧振或駐波的頻率下成為較高等級。作為針對這種特性的輻射噪聲抑制方法,以下示出的專利文獻2中提出了減少由散熱器產(chǎn)生的輻射噪聲的方法。
圖1是表示現(xiàn)有已知的電子電氣設(shè)備的散熱器與殼體間產(chǎn)生電磁耦合的狀態(tài)的圖。圖2是表示圖1所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)例中輻射電場強度(由散熱器與殼體間的電磁耦合引起的諧振峰值)的觀測例的圖。
圖1和圖2中,因半導(dǎo)體元件100的開關(guān)而產(chǎn)生的噪聲分量經(jīng)由寄生電容而傳輸至散熱器200。此時,由于與散熱器附近的金屬殼體的電磁耦合350,從而在散熱器200與殼體300之間產(chǎn)生諧振。于是,在該諧振頻率下,傳輸至散熱器200的噪聲分量產(chǎn)生較大的電場振動,從而作為較高等級的輻射噪聲而在外部被觀測 到。
圖2示出該狀態(tài),120MHz下的峰值作為因上述由諧振引起的電場分量而被觀測到。
圖3是表示現(xiàn)有已知的電子電氣設(shè)備的散熱器中產(chǎn)生的駐波的狀態(tài)的圖。如圖3所示,若由半導(dǎo)體元件(開關(guān)元件)100產(chǎn)生的噪聲與散熱器200通過靜電電容等進行電耦合,則作為導(dǎo)體的散熱器200起到產(chǎn)生輻射噪聲的天線的作用。
于是,在散熱器200的尺寸成為波長的1/2的頻率下,散熱器200中產(chǎn)生駐波400,輻射噪聲的輻射效率提高。
作為針對由此產(chǎn)生的輻射噪聲的對策,提出了下述方法,即:通過設(shè)計散熱器的導(dǎo)電路徑長度,以使得密封殼體不將噪聲輻射源覆蓋,散熱器的基底部不會產(chǎn)生駐波,由此來降低輻射噪聲的輻射效率本身。
此外,在下述所示的專利文獻3中,提出了減少半導(dǎo)體功率開關(guān)元件與散熱器之間的寄生電容,或者提高散熱器與逆變器的殼體之間的電阻,由此來抑制因較高的電壓變化而引起的漏電流,減少輻射噪聲的方法。
如上所述,在從上到下依次配置半導(dǎo)體元件(例如,半導(dǎo)體開關(guān)元件)、散熱器、殼體的現(xiàn)有的電子電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)中,所產(chǎn)生的輻射噪聲會進一步因為散熱器與殼體間的電磁耦合而在散熱器中產(chǎn)生較大的輻射電場,因此需要降低該輻射噪聲的方法。
專利文獻1:日本專利特開2006-049555號公報
專利文獻2:日本專利特開2008-103458號公報
專利文獻3:日本專利第3649259號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種電子電氣設(shè)備,能夠大幅減少由包含有半導(dǎo)體元件、散熱器、殼體的配置的電子電氣設(shè)備產(chǎn)生的輻射噪聲。
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的電子電氣設(shè)備具備半導(dǎo)體元件、對該半導(dǎo)體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導(dǎo)電性材料形成的殼體,所述散熱器由導(dǎo)電性材料形成,并具有下述結(jié)構(gòu):在其基底部的一個面配置半導(dǎo)體元件,在相反的面豎立設(shè)置用于提高冷卻性能的翅片部,在所述散熱器與所述殼體之間具備用于對所述散熱器與所述殼體部之間的諧振進行抑制或高頻化的導(dǎo)電性構(gòu)件。
此外,為了對所述散熱器與所述殼體部之間的諧振進行抑制或高頻化,具備使 所述散熱器與所述殼體面接觸這樣的散熱器與殼體的配置、或者散熱器的形狀。
由此,能夠簡單且有效地減少包圍作為熱和電磁波的發(fā)生源的半導(dǎo)體元件的散熱器和殼體結(jié)構(gòu)的相關(guān)輻射噪聲。
附圖說明
圖1是表示現(xiàn)有已知的電子電氣設(shè)備的散熱器與殼體間產(chǎn)生電磁耦合的狀態(tài)的圖。
圖2是表示圖1所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)例中輻射電場強度(由散熱器與殼體間的電磁耦合引起的諧振峰值)的觀測例的圖。
圖3是表示現(xiàn)有已知的電子電氣設(shè)備的散熱器中產(chǎn)生的駐波的狀態(tài)的圖。
圖4是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部和殼體經(jīng)由噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)的圖。
圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電子電氣設(shè)備中輻射電場強度的降低效果的圖。
圖6是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部和殼體經(jīng)由噪聲降低用導(dǎo)體(例如、導(dǎo)電性板)進行面接觸的結(jié)構(gòu)的圖。
圖7是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部和殼體經(jīng)由噪聲降低用導(dǎo)體(例如、導(dǎo)電性襯墊)進行面接觸的結(jié)構(gòu)的圖。
圖8是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部中經(jīng)由在橫穿多個凸部的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之一)的圖。
圖9是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部中經(jīng)由在橫穿多個凸部的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之二)的圖。
圖10是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部中經(jīng)由在橫穿多個凸部的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之三)的圖。
圖11是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的具有連接殼體與散熱器的邊的電子電氣設(shè)備中經(jīng)由在與殼體和散熱器的連接邊相垂直的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之一)的圖。
圖12是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的具有連接殼體與散熱器的邊的電子電氣設(shè)備中經(jīng)由在與殼體和散熱器的連接邊相垂直的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之二)的圖。
圖13是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的具有連接殼體與散熱器的邊的電子電氣設(shè)備中經(jīng)由在與殼體和散熱器的連接邊相垂直的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之三)的圖。
具體實施方式
下面,參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[實施方式1]
圖4是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部(散熱部)和殼體經(jīng)由噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)的圖。即,圖4(A)至圖4(D)示出本實施方式中半導(dǎo)體元件10、散熱器20、殼體30、以及噪聲降低用導(dǎo)體41~44的配置關(guān)系作為(A)例1~(D)例4。
若進一步進行具體說明,則圖4(A-1)、圖4(A-2)所示的例1-1、例1-2、以及圖4(B)所示的例2中,通過使散熱器20的翅片部(散熱部)24與殼體30經(jīng)由作為噪聲降低用導(dǎo)體的板狀導(dǎo)體41、41’進行面接觸來進行電氣導(dǎo)通,由此來抑制諧振的產(chǎn)生。
另外,圖4(A-2)所示的例1-2除了利用蛇行的平板形成散熱器部24的一邊之外與例1-1所示的示例基本相同。
圖4(A-1)、圖4(A-2)以及圖4(B)中,在噪聲降低用的板狀導(dǎo)體41、41’設(shè)置凸部,通過將其嵌入到散熱器20的翅片間的間隙,使得翅片部24與殼體30經(jīng)由噪聲降低用的板狀導(dǎo)體41以低阻抗導(dǎo)通,并且將噪聲降低用的板狀導(dǎo)體41、41’固定在圖示的位置。
圖4(A-1)、圖4(A-2)所示的例1-1、例1-2中,噪聲降低用的板狀導(dǎo)體41、41’中所設(shè)置的凸部只有一個,但如圖4(B)所示的例2那樣,在噪聲降低用的板狀導(dǎo)體42中可以設(shè)置2個以上的凸部。
此外,在圖4(C)所示的例3中,噪聲降低用的板狀導(dǎo)體43設(shè)置為大致U字形,并且在板狀導(dǎo)體43的大致呈U字形的相對部位具有弧度且夾入散熱器20的翅片間的間隙,不具有弧度的其他部位與殼體30面接觸,由此使得翅片部24與殼體30經(jīng)由噪聲降低用的板狀導(dǎo)體43以低阻抗導(dǎo)通,并且利用噪聲降低用的板狀導(dǎo)體43的反作用力來將噪聲降低用的板狀導(dǎo)體43固定于圖示的位置。
此外,作為固定導(dǎo)體的方法,可以如圖4(D)所示的例4那樣,使用螺釘80、或粘接劑、導(dǎo)電性膠帶、導(dǎo)電性糊料等固定于殼體30的結(jié)構(gòu),也可以將噪聲降低 用的板狀導(dǎo)體44嵌入殼體30的結(jié)構(gòu)(未圖示)。
圖示例的圖4(A)~圖4(D)只不過是一個示例,而利用噪聲降低用導(dǎo)體使散熱器和殼體以低阻抗方式進行面接觸對實施本發(fā)明而言是最為重要的。通過減小散熱器與殼體間的接觸阻抗,能夠充分地抑制諧振。另一方面,存在作為諧振抑制對策來說不充分的情況,例如在用細線連接散熱器和殼體的情況下,其接觸阻抗變大,無法獲得足夠的諧振抑制效果,或者根據(jù)情況的不同而增加細線,由此導(dǎo)致產(chǎn)生意料之外的諧振等。
因此噪聲降低用的板狀導(dǎo)體的材質(zhì)優(yōu)選為表面阻抗較低的材質(zhì),但并沒有特別的限制,例如可以是鋁板,也可以是銅板。也可以是僅表面由導(dǎo)電性物質(zhì)形成的材料、導(dǎo)電性布、導(dǎo)電性不織布、導(dǎo)電性硅橡膠這樣的復(fù)合材料。
另外,上述圖4(A)至圖4(D)是通過從正面觀察到的剖視圖來進行表現(xiàn)的,雖然未進行圖示,但從側(cè)面觀察時,噪聲降低用導(dǎo)體的凸部具有與圖1、圖3所示的散熱器的側(cè)面相對應(yīng)的延伸至內(nèi)側(cè)的平面部。
圖5是表示本發(fā)明的實施方式1所涉及的電子電氣設(shè)備中輻射電場強度的降低效果的圖。即,圖5通過將本實施方式的輻射噪聲的抑制效果(參照圖5(A))與圖2所示的現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的輻射噪聲進行比較(參照圖5(B))來表示,根據(jù)該圖可知,通過應(yīng)用本實施方式,表示現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中的外部輻射電場強度的圖2中所產(chǎn)生的120MHz附近的峰值分量得以降低。
[實施方式2]
圖6是表示本發(fā)明的實施方式2所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部(散熱部)和殼體經(jīng)由噪聲降低用導(dǎo)體(例如、導(dǎo)電性板)進行面接觸的結(jié)構(gòu)的圖。即,圖6(A)至圖6(C)示出本實施方式中半導(dǎo)體元件10、散熱器20、殼體30、以及噪聲降低用導(dǎo)體51~53的配置關(guān)系以作為(A)例1~(D)例3。散熱器20的翅片部(散熱部)24的底面與殼體30通過作為噪聲降低用導(dǎo)體的導(dǎo)電性板51~53進行面接觸,從而電導(dǎo)通,由此來抑制上述的諧振。
圖6(A)中,在噪聲降低用的導(dǎo)電性板51設(shè)置彎曲凸部,通過將該彎曲凸部配置在散熱器的翅片部24的底面與殼體30之間的空隙,來使翅片部24的底面與殼體30經(jīng)由噪聲降低用的導(dǎo)電性板51以低阻抗導(dǎo)通,并將噪聲降低用的導(dǎo)電性板51固定于圖示的位置。
圖6(B)中,在噪聲降低用的導(dǎo)電性板52設(shè)置多個彎曲凸部,通過將該彎曲凸部配置在翅片部24的底面與殼體30之間的空隙,來使翅片部24的底面與殼體30 經(jīng)由噪聲降低用的導(dǎo)電性板52以低阻抗導(dǎo)通,并將噪聲降低用的導(dǎo)電性板52固定于圖示的位置。
圖6(C)中,將噪聲降低用的導(dǎo)電性板53彎曲為U字形,通過將其配置在翅片部24的底面與殼體30的空隙,來使翅片部24的底面與殼體30經(jīng)由噪聲降低用的導(dǎo)電性板53以低阻抗導(dǎo)通,并將噪聲降低用的導(dǎo)電性板53固定于圖示的位置。
作為噪聲降低用的導(dǎo)電性板的固定方法,圖6(A)至圖6(C)中示出了利用板簧的反作用力而將其固定于散熱器的翅片部24與殼體30之間的示例,但也可以是使用螺釘、粘接劑和導(dǎo)電性膠帶、導(dǎo)電性糊料等固定于殼體30的結(jié)構(gòu),或者將噪聲降低用的導(dǎo)電性板51~53嵌入殼體30的結(jié)構(gòu)(未圖示)。
此外,對于噪聲降低用的導(dǎo)電性板的材質(zhì),與實施方式1一樣雖然沒有特別的限制,但優(yōu)選使用接觸阻抗較低的材質(zhì)。
即,與實施方式1同樣,以減小散熱器的翅片部24與殼體30間的接觸阻抗的方式來形成并配置噪聲降低用的導(dǎo)電性板51~53對于獲得足夠的噪聲降低效果非常重要。
[實施方式3]
圖7是表示本發(fā)明的實施方式3所涉及的電子電氣設(shè)備的散熱器的翅片部(散熱部)和殼體經(jīng)由噪聲降低用導(dǎo)體(例如、導(dǎo)電性襯墊)進行面接觸的結(jié)構(gòu)的圖。即,圖7(A)至圖7(C)示出本實施方式中半導(dǎo)體元件10、散熱器20、殼體30、以及噪聲降低用導(dǎo)體61~63的配置關(guān)系作為(A)例1~(D)例3。散熱器20的翅片部24的底面與殼體30,或者散熱器20的翅片部24的側(cè)面及翅片部24的底面與殼體30通過作為噪聲降低用導(dǎo)體的導(dǎo)電性(例如、金屬)襯底61~63進行面接觸,從而電導(dǎo)通,由此來抑制上述的諧振。即,
圖7(A)中,通過將導(dǎo)電性襯墊61配置在散熱器的翅片部24的底面與殼體30的空隙,使翅片部24的底面與噪聲降低用的導(dǎo)電性襯墊61以低阻抗導(dǎo)通,并且將噪聲降低用的導(dǎo)電性襯墊61固定于圖示的位置。
圖7(B)中,通過將導(dǎo)電性襯墊62在散熱器20的翅片部24之間的空隙、以及散熱器20的翅片部24的底面與殼體30的空隙配置成L字形,使翅片部24的底面與噪聲降低用的導(dǎo)電性襯墊62以低阻抗導(dǎo)通,并且將噪聲降低用的導(dǎo)電性襯墊62固定于圖示的位置。
圖7(C)中,通過將導(dǎo)電性襯墊63在散熱器20的翅片部24的兩個不同的翅片部24之間的空隙、以及散熱器20的翅片部24的底面與殼體30的空隙配置成U 字形,使散熱器20的翅片部24的翅片側(cè)面部及底面與噪聲降低用的導(dǎo)電性襯墊63以低阻抗導(dǎo)通,并且將噪聲降低用的導(dǎo)電性襯墊63固定于圖示的位置。
這里,示出使用導(dǎo)電性襯墊61~63作為噪聲降低用導(dǎo)體的示例。該情況下,導(dǎo)電材料與實施方式1和實施方式2相同,沒有特別的限制,但優(yōu)選為接觸阻抗較低的材料,可以是具有用于埋入上述翅片部24之間的空隙的厚度和彈性的導(dǎo)電性硅橡膠、導(dǎo)電性布、導(dǎo)電性不織布等。
即,與實施方式1和實施方式2同樣,以減小散熱器20的翅片部24與殼體30間的接觸阻抗的方式來形成并配置噪聲降低用的導(dǎo)電性襯墊61~63對于獲得足夠的噪聲降低效果非常重要。
[實施方式4]
圖8是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設(shè)備中經(jīng)由在橫穿散熱器的翅片部的凹凸部的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之一)的圖。即,
本實施方式的圖8(A)和圖8(B)是對于實施方式1的圖4(B)和圖4(C),將噪聲降低用導(dǎo)體42’、43’配置在為了獲得高噪聲降低效果而所需的特定位置的結(jié)構(gòu)。
即,圖8(A)和圖8(B)相對于上述的圖4(B)和圖4(C)具有下述特征:在噪聲降低用導(dǎo)體的長邊方向上設(shè)置的多個凸部配置為橫穿散熱器的翅片部(散熱部)的多個凸部,這是為了獲得高噪聲降低效果而所需的噪聲降低用導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)。
這里,若對上述配置結(jié)構(gòu)可獲得高噪聲降低效果的理由進行說明,則散熱器20的翅片部24具有多個凸部,在彼此靠近的凸部之間產(chǎn)生緊密的電磁耦合,這會成為導(dǎo)致散熱器的翅片部(散熱部)24的感應(yīng)耦合、靜電耦合增大的重要原因。由于這種散熱器的翅片部(散熱部)24的感應(yīng)耦合、靜電耦合,以及圖1(B)所示的現(xiàn)有的散熱器與殼體間的電磁耦合,從而在散熱器的翅片部(散熱部)及殼體產(chǎn)生諧振。
本實施方式中,通過利用噪聲降低用導(dǎo)體42’、43’中所設(shè)置的多個凸部來配置為橫穿散熱器的翅片部,從而減少該散熱器的翅片部(散熱部)24中產(chǎn)生的電感、電容,并且通過經(jīng)由噪聲降低用導(dǎo)體42’、43’中所設(shè)置的多個凸部來使散熱器的翅片部(散熱部)24與殼體30進行面接觸,從而能夠抑制散熱器的翅片部(散熱部)與殼體間的諧振。
圖9是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設(shè)備中使散熱器的翅片部(散熱部)和殼體經(jīng)由在長邊方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之 二)的圖。即,
圖9所示的本實施方式的結(jié)構(gòu)例(之二)是相對于上述圖6所示的實施方式2的結(jié)構(gòu)例,將噪聲降低用導(dǎo)體51’~53’配置在為了獲得高噪聲降低效果而所需的特定位置后得到的。
該配置與上述圖8的結(jié)構(gòu)例(之一)相同,具有下述特征,即:將噪聲降低用導(dǎo)體51’~53’的長邊方向上所設(shè)置的彎曲凸部配置為橫穿散熱器20的翅片部(散熱部),其效果也與上述圖8的結(jié)構(gòu)例(之一)相同。
另外,圖9(B)中將噪聲降低用導(dǎo)體52’分為兩個并以關(guān)于成為散熱器的中心的部位呈點對稱的方式進行配置,但只要將噪聲降低用導(dǎo)體的長邊方向上所設(shè)置的多個彎曲凸部配置為橫穿散熱器20的翅片部(散熱部)即可,導(dǎo)體的數(shù)量不限于圖示的示例。
此外,對應(yīng)于圖6(B)的實施方式?jīng)]有特別進行圖示,但與圖9(A)或圖9(B)相同,只要將噪聲降低用導(dǎo)體的長邊方向上所設(shè)置的單個或多個彎曲凸部配置為橫穿散熱器20的翅片部(散熱部)即可。
這里,圖9(D)是圖6的實施方式2中未圖示的方式,但其結(jié)構(gòu)例和噪聲降低效果與圖9(C)類似,其不同之處僅在于形成為用于固定到散熱器的翅片部與殼體之間的成為噪聲降低用導(dǎo)體的板簧的反作用力的施加方向與圖9(C)不同的形狀。
圖10是表示本發(fā)明的實施方式4所涉及的電子電氣設(shè)備中使散熱器的翅片部(散熱部)和殼體經(jīng)由在長邊方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之三)的圖。即,
圖10所示的本實施方式的結(jié)構(gòu)例(之三)是相對于上述圖7所示的實施方式3的結(jié)構(gòu)例,將噪聲降低用導(dǎo)體60’、61’配置在為了獲得高噪聲降低效果而所需的特定位置后得到的。
該配置與上述圖8的結(jié)構(gòu)例(之一)和圖9的結(jié)構(gòu)例(之二)相同,具有下述特征,即:配置為使得噪聲降低用導(dǎo)體60’、61’的長邊方向橫穿多個散熱器的翅片部(散熱部),其噪聲降低效果也與上述相同。
此外,對應(yīng)于圖7(B)或圖7(C)的實施方式?jīng)]有特別進行圖示,但與圖10(A)或圖10(B)相同,只要配置為使得噪聲降低用導(dǎo)體的長邊方向橫穿多個散熱器的翅片部(散熱部)即可。
另外,上述所示的噪聲降低用導(dǎo)體60’、61’“配置為橫穿多個散熱器的翅片部(散熱部)”,并且為了抑制因半導(dǎo)體元件的開關(guān)而產(chǎn)生的噪聲分量的傳輸,優(yōu)選 “配置為與封裝化后的半導(dǎo)體元件的正下方重合”,以及“配置為與散熱器的中央部重合”。
[實施方式5]
圖11~圖13是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的具有連接殼體與散熱器的邊的電子電氣設(shè)備中經(jīng)由在與殼體和散熱器的連接邊相垂直的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)的圖。
圖11~圖13所示的本發(fā)明的實施方式5所涉及的結(jié)構(gòu)例(之一~之三)相對于上述實施方式1~3具有下述特征,即:能夠在維持高噪聲降低效果的同時,減少噪聲降低用導(dǎo)體的面積和量。即,在上述實施方式1~3中,為了盡可能增大散熱器與殼體的接觸面積,若增大噪聲降低用導(dǎo)體,則能夠預(yù)計獲得高噪聲降低效果。然而,若過度增大噪聲降低用導(dǎo)體,則會產(chǎn)生成本增加、制造性變差、設(shè)計自由度下降等權(quán)衡問題。
然而,本發(fā)明的實施方式5所涉及的結(jié)構(gòu)例(之一~之三)為了克服上述問題,通過采用具有噪聲降低效果的嶄新配置,從而能夠在維持高噪聲降低效果的同時,減少噪聲降低用導(dǎo)體的面積和量。即,
圖11(A)和圖11(B)是相對于表示實施方式1的圖4(B)和圖4(C),將噪聲降低用導(dǎo)體42’、43’配置在為了獲得高噪聲降低效果而所需的特定位置的結(jié)構(gòu)(之一)。
即,圖11(A)和圖11(B)相對于圖4(B)和圖4(C)具有下述特征,即:構(gòu)成為將噪聲降低用導(dǎo)體42’、43’的長邊方向配置為與殼體的連接有散熱器連接部的邊相垂直。由此能夠獲得高噪聲降低效果。下面對其理由進行說明。
因半導(dǎo)體元件10的開關(guān)而產(chǎn)生的噪聲分量經(jīng)由半導(dǎo)體元件與封裝間產(chǎn)生的寄生電容而傳輸至散熱器20。此時,在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)中,由于與散熱器附近的金屬殼體的電磁耦合而產(chǎn)生諧振,從而散熱器與殼體中產(chǎn)生較大的電場振動。
然而,在圖11~圖13所示的本發(fā)明的實施方式5所涉及的結(jié)構(gòu)中,由該電場振動引起的電位差不會在電氣上可視為同電位的部分間產(chǎn)生。
因此,在殼體的連接有散熱器連接部的邊,雖然會產(chǎn)生根據(jù)其電氣長度而產(chǎn)生的駐波,但不會產(chǎn)生由散熱器與殼體間產(chǎn)生的電磁耦合引起的電場振動。
本發(fā)明的實施方式5所涉及的結(jié)構(gòu)中,通過采用圖11(A)或圖11(B)所示的配置結(jié)構(gòu)來插入噪聲降低用導(dǎo)體42’、43’,由于在與殼體31的連接有散熱器連接部的邊相垂直的方向上也產(chǎn)生了在電氣上可視為同電位的面,從而能夠抑制電場振動。
由此,通過采用圖11(A)或圖11(B)所示的配置結(jié)構(gòu)來插入噪聲降低用導(dǎo)體42’、43’,由于在殼體的連接有散熱器連接部的邊方向、以及在與其垂直方向這兩個方向上抑制了電場振動,從而能夠抑制諧振。
圖12是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的具有連接殼體與散熱器的邊的電子電氣設(shè)備中經(jīng)由在與殼體和散熱器的連接邊相垂直的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之二)的圖。
即,結(jié)構(gòu)例(之二)中,圖12(A)和圖12(B)是相對于上述表示實施方式2的圖6(A)將噪聲降低用導(dǎo)體51’~53’配置在為了獲得高噪聲降低效果而所需的特定位置的結(jié)構(gòu),圖12(C)是相對于上述表示實施方式2的圖6(C)將噪聲降低用導(dǎo)體51’~53’配置在為了獲得高噪聲降低效果而所需的特定位置的結(jié)構(gòu)。
該配置與上述圖11相同,具有下述特征,即:將噪聲降低用導(dǎo)體51’~53’的長邊方向配置為與殼體的連接有散熱器連接部的邊相垂直,其噪聲降低效果也與上述相同。
另外,圖12(B)中將噪聲降低用導(dǎo)體52’分為兩個來進行配置,但只要將噪聲降低用導(dǎo)體52’的長邊方向配置為與殼體31的連接有散熱器連接部的邊相垂直即可,導(dǎo)體的數(shù)量不限于圖示例。
此外,關(guān)于對應(yīng)于圖6(B)的實施方式雖然沒有特別進行圖示,但與圖12(A)或圖12(B)相同,只要將噪聲降低用導(dǎo)體的長邊方向配置為與連接有散熱器連接部的邊相垂直即可。
這里,圖12(D)是上述圖6的實施方式2中未圖示的方式,但其結(jié)構(gòu)例和噪聲降低效果與圖12(C)類似,其不同之處僅在于形成為用于固定到散熱器的翅片部與殼體31之間的成為噪聲降低用導(dǎo)體的板簧的反作用力的施加方向與圖12(C)不同的形狀。
圖13是表示本發(fā)明的實施方式5所涉及的具有連接殼體與散熱器的邊的電子電氣設(shè)備中經(jīng)由在與殼體和散熱器的連接邊相垂直的方向上延伸的噪聲降低用導(dǎo)體進行面接觸的結(jié)構(gòu)(之三)的圖。
即,圖13(A)和圖13(B)是相對于上述表示實施方式3的圖7(A),將噪聲降低用導(dǎo)體60’、61’配置在為了獲得高噪聲降低效果而所需的特定位置后得到的。
該配置與上述圖11或圖12相同,具有下述特征,即:將噪聲降低用導(dǎo)體60’、61’的長邊方向配置為與殼體31的連接有散熱器連接部的邊相垂直,其噪聲降低效果也與上述相同。
此外,對應(yīng)于圖7(B)或圖7(C)的實施方式雖然沒有特別進行圖示,但與圖13(A)或圖13(B)相同,只要將噪聲降低用導(dǎo)體的長邊方向配置為與連接有散熱器連接部的邊相垂直即可。
另外,與實施方式4相同,本實施方式5“將噪聲降低用導(dǎo)體的長邊方向配置為與連接有散熱器連接部的邊相垂直”,并且為了抑制因半導(dǎo)體元件的開關(guān)而產(chǎn)生的噪聲分量的傳輸,優(yōu)選“配置為與封裝化后的半導(dǎo)體元件的正下方重合”,以及“配置為與散熱器的中央部重合”。
工業(yè)上的實用性
本發(fā)明不僅能夠應(yīng)用于具備作為熱和電磁波的發(fā)生源的半導(dǎo)體元件、對該半導(dǎo)體元件的發(fā)熱進行冷卻的散熱器、以及由導(dǎo)電性材料形成且對所述半導(dǎo)體元件和散熱器進行收納的殼體的電子設(shè)備裝置,還能夠應(yīng)用于具備這些構(gòu)件的電氣設(shè)備裝置。