功率轉(zhuǎn)換裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種功率轉(zhuǎn)換裝置，在該功率轉(zhuǎn)換裝置中，能夠使搭載于基板的發(fā)熱電路元器件的熱量的散熱路徑獨(dú)立于殼體，高效地向冷卻體散熱，并能夠確保導(dǎo)熱構(gòu)件的絕緣性能。該功率轉(zhuǎn)換裝置包括：半導(dǎo)體功率模塊(11)，該半導(dǎo)體功率模塊(11)的一個(gè)面與冷卻體(3)相接合；安裝基板(23)，該安裝基板(23)上安裝有包含驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體功率模塊的發(fā)熱電路元器件的電路元器件；導(dǎo)熱支承構(gòu)件(33a)，該導(dǎo)熱支承構(gòu)件(33a)通過導(dǎo)熱構(gòu)件(37)對(duì)所述安裝基板進(jìn)行支承；以及熱傳導(dǎo)路徑(33c)，該熱傳導(dǎo)路徑(33c)使得所述安裝基板的熱量經(jīng)由所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件向所述冷卻體進(jìn)行傳導(dǎo)，安裝在所述安裝基板上的電路元器件為表面安裝連接型電路元器件(39)。
【專利說明】功率轉(zhuǎn)換裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率轉(zhuǎn)換裝置，在該功率轉(zhuǎn)換裝置中，在內(nèi)置有功率轉(zhuǎn)換用半導(dǎo)體開關(guān)元件的半導(dǎo)體功率模塊上以確保規(guī)定間隔的方式支承有安裝基板，所述安裝基板安裝有包含驅(qū)動(dòng)上述半導(dǎo)體開關(guān)元件的發(fā)熱電路元器件的電路元器件。
【背景技術(shù)】
[0002]作為這種功率轉(zhuǎn)換裝置，已知有專利文獻(xiàn)I所記載的功率變化裝置。在該功率轉(zhuǎn)換裝置中，在殼體內(nèi)配置有水冷夾套，在該水冷夾套上配置有半導(dǎo)體功率模塊以對(duì)該半導(dǎo)體功率模塊進(jìn)行冷卻，所述半導(dǎo)體功率模塊內(nèi)置有作為功率轉(zhuǎn)換用半導(dǎo)體開關(guān)元件的IGBT0另外，在殼體內(nèi)，在半導(dǎo)體功率模塊的與水冷夾套相反的一側(cè)，以保持規(guī)定距離的方式配置有控制電路基板，將該控制電路基板所產(chǎn)生的熱經(jīng)由散熱構(gòu)件傳導(dǎo)至支承控制電路基板的金屬底板，并進(jìn)一步將傳導(dǎo)至金屬底板的熱經(jīng)由支承該金屬底板的殼體的側(cè)壁傳導(dǎo)至水冷夾套。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本專利第4657329號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0004]然而，在上述專利文獻(xiàn)I所記載的現(xiàn)有例中，控制電路基板所產(chǎn)生的熱沿控制電路基板一散熱構(gòu)件一金屬底板一殼體一水冷夾套這樣的路徑進(jìn)行散熱。因此，存在以下未解決的問題:即，由于將殼體用作為導(dǎo)熱路徑的一部分，因而也要求殼體具有良好的導(dǎo)熱性，從而材料被限定為熱傳導(dǎo)率較高的金屬，因此在要求小型化輕量化的功率轉(zhuǎn)換裝置中，無法選擇樹脂等較輕的材料，因而難以實(shí)現(xiàn)輕量化。
[0005]另外，對(duì)于殼體，由于在大多數(shù)情況下要求防水、防塵，因此，在金屬底板與殼體之間、殼體與水冷夾套之間，一般涂布液態(tài)密封劑或夾入橡膠制填充物等。因此還存在以下未解決的問題:即，液態(tài)密封劑或橡膠制填充物的熱傳導(dǎo)率一般較低，將這些材料夾在熱冷卻路徑中會(huì)導(dǎo)致熱阻增大，從而導(dǎo)致冷卻效率下降。為了解決該未解決的問題，還需要使基板或安裝元器件的未完全去除的發(fā)熱從殼體或殼體蓋通過自然對(duì)流進(jìn)行散熱，為了增大殼體或殼體蓋的表面積，殼體或殼體蓋的外形變大，從而使得功率轉(zhuǎn)換裝置變得大型化。
[0006]并且，由于控制電路基板的熱量經(jīng)由散熱構(gòu)件向金屬底板傳導(dǎo)熱量，因此存在以下未解決的問題:即，由于安裝在控制電路基板上的電路元器件的引線的影響而導(dǎo)致散熱構(gòu)件的絕緣性能下降。
因此， 本發(fā)明是著眼于上述現(xiàn)有例的未解決的問題而完成的，其目的在于，提供一種能夠?qū)惭b于基板的發(fā)熱電路元器件的熱量高效地向冷卻體進(jìn)行散熱，并能確保導(dǎo)熱構(gòu)件的絕緣性能的功率轉(zhuǎn)換裝置。 解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第一方式在于，包括:半導(dǎo)體功率模塊，該半導(dǎo)體功率模塊的一個(gè)面與冷卻體相接合；安裝基板，該安裝基板安裝有包含發(fā)熱電路元器件的電路元器件，所述發(fā)熱電路元器件驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體功率模塊；導(dǎo)熱支承構(gòu)件，該導(dǎo)熱支承構(gòu)件通過導(dǎo)熱構(gòu)件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行支承；以及熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑使得所述安裝基板的熱量經(jīng)由所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件向所述冷卻體進(jìn)行傳導(dǎo)。并且，安裝在所述安裝基板上的電路元器件是表面安裝連接型電路元器件。
[0008]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，安裝在安裝基板上的發(fā)熱電路元器件的發(fā)熱能夠通過熱傳導(dǎo)路徑經(jīng)由導(dǎo)熱支承構(gòu)件向冷卻體散熱，因此能夠有效地對(duì)發(fā)熱電路元器件進(jìn)行散熱。
并且，通過將安裝在安裝基板上的電路元器件設(shè)為表面安裝連接型電路元器件，使得不會(huì)有引線等突起部向?qū)針?gòu)件側(cè)突出，從而能夠確保導(dǎo)熱構(gòu)件的絕緣性。
[0009]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第二方式在于，所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件由熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料構(gòu)成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于導(dǎo)熱支承構(gòu)件由熱傳導(dǎo)率較高的鋁、鋁合金、銅等金屬材料構(gòu)成，因此能夠更有效地進(jìn)行向冷卻體的散熱。
[0010]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第三方式在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性的絕緣體和具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體的任意一個(gè)構(gòu)成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于導(dǎo)熱構(gòu)件由絕緣體構(gòu)成，因此能夠在安裝基板與導(dǎo)熱支承構(gòu)件之間可靠地進(jìn)行絕緣。此外，由于導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，從而導(dǎo)熱構(gòu)件具有伸縮性，因此能夠使該導(dǎo)熱構(gòu)件與安裝在安裝基板上的發(fā)熱元器件等的周圍相接觸，從而增大接觸面積，提高了散熱效果。
[0011]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第四方式在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，該彈性體在被所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部壓縮的狀態(tài)下進(jìn)行固定。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，該彈性體在被所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部壓縮的狀態(tài)下進(jìn)行固定。
[0012]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第五方式在于，在所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部之間設(shè)有確定所述彈性體的壓縮率的間隔調(diào)整構(gòu)件。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠通過間隔調(diào)整構(gòu)件來確定彈性體的壓縮率，從而能夠容易地將彈性體的壓縮率調(diào)整為規(guī)定值。
[0013]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第六方式在于，包括:半導(dǎo)體功率模塊，該半導(dǎo)體功率模塊的一個(gè)面與冷卻體相接合；安裝基板，該安裝基板安裝有包含發(fā)熱電路元器件的電路元器件，所述發(fā)熱電路元器件驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體功率模塊；導(dǎo)熱支承構(gòu)件，該導(dǎo)熱支承構(gòu)件通過導(dǎo)熱構(gòu)件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行支承；以及熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑使得所述安裝基板的熱量經(jīng)由所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件向所述冷卻體進(jìn)行傳導(dǎo)。并且，安裝在所述安裝基板上的電路元器件是具有焊接引線并且該焊接引線被進(jìn)行了焊接的電路元器件，至少在所述導(dǎo)熱構(gòu)件與所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件之間的與所述焊接引線的插入位置相對(duì)應(yīng)的部位夾持有電絕緣構(gòu)件。
[0014]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，安裝在安裝基板上的發(fā)熱電路元器件的發(fā)熱能夠通過熱傳導(dǎo)路徑，經(jīng)由導(dǎo)熱支承構(gòu)件向冷卻體散熱，因此能夠有效地對(duì)發(fā)熱電路元器件進(jìn)行散熱。
并且，即使在電路元器件的焊接引線從安裝基板突出至導(dǎo)熱構(gòu)件內(nèi)，插入并形成開孔，且該開孔因振動(dòng)等而擴(kuò)大，進(jìn)而在導(dǎo)熱構(gòu)件內(nèi)形成空間而導(dǎo)致絕緣性能下降的情況下，由于至少在與電路元器件的焊接引線的插入?yún)^(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域中夾持有電絕緣構(gòu)件，從而能夠利用電絕緣構(gòu)件來彌補(bǔ)導(dǎo)熱構(gòu)件的絕緣性能的下降，最終也能夠確保所需的絕緣性能。
[0015]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第七方式在于，包括:半導(dǎo)體功率模塊，該半導(dǎo)體功率模塊的箱體內(nèi)內(nèi)置有功率轉(zhuǎn)換用的半導(dǎo)體開關(guān)元件，且在該箱體的一個(gè)面上形成有與冷卻體相接觸的冷卻構(gòu)件；安裝基板，該安裝基板安裝有包含發(fā)熱電路元器件的電路元器件，所述發(fā)熱電路元器件驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體開關(guān)元件；以及導(dǎo)熱支承構(gòu)件，該導(dǎo)熱支承構(gòu)件至少具有通過導(dǎo)熱構(gòu)件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行支承的導(dǎo)熱支承板部，并形成有獨(dú)立于包圍所述半導(dǎo)體功率模塊及所述安裝基板雙方的殼體的熱傳導(dǎo)路徑，且與所述冷卻體相接觸。并且，安裝在所述安裝基板上的電路元器件是具有焊接引線并且該焊接引線被進(jìn)行了焊接的電路元器件，至少在所述導(dǎo)熱構(gòu)件與所述導(dǎo)熱支承板部之間的與所述焊接引線的插入位置相對(duì)應(yīng)的部位夾持有電絕緣構(gòu)件。
[0016]根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，與上述實(shí)施方式I相同，安裝在安裝基板上的發(fā)熱電路元器件的發(fā)熱能夠經(jīng)由獨(dú)立于殼體的導(dǎo)熱支承構(gòu)件向冷卻體散熱，因此能夠有效地對(duì)發(fā)熱電路元器件進(jìn)行散熱。在這種情況下，由于在安裝基板與冷卻體之間形成多個(gè)獨(dú)立于包圍半導(dǎo)體功率模塊及各安裝基板雙方的殼體的熱傳導(dǎo)路徑，因此能夠在不考慮殼體的熱傳導(dǎo)率的情況下形成殼體，從而能夠提高設(shè)計(jì)自由度。
[0017]并且，即使在電路元器件的焊接引線從安裝基板突出至導(dǎo)熱構(gòu)件內(nèi)，插入并形成開孔，且該開孔因振動(dòng)等而擴(kuò)大，進(jìn)而在導(dǎo)熱構(gòu)件內(nèi)形成空間而導(dǎo)致絕緣性能下降的情況下，由于至少在與電路元器件的焊接引線的插入?yún)^(qū)域相對(duì)應(yīng)的區(qū)域上夾持有電絕緣構(gòu)件，從而能夠利用電絕緣構(gòu)件來彌補(bǔ)導(dǎo)熱構(gòu)件的絕緣性能的下降，最終也能夠確保所需的絕緣性能。
[0018]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第八方式在于，所述電絕緣構(gòu)件形成在與所述電路元器件的焊接引線插入?yún)^(qū)域相對(duì)的區(qū)域中的比該焊接引線插入?yún)^(qū)域?qū)掗煹姆秶鷥?nèi)。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于電絕緣構(gòu)件的形成范圍大于電路元器件的焊接引線插入范圍，因此能夠彌補(bǔ)因焊接引線插入導(dǎo)熱構(gòu)件而引起的絕緣性能的下降，從而能夠可靠地確保必要的絕緣性能。
[0019]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第九方式在于，所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件由熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料構(gòu)成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于導(dǎo)熱支承構(gòu)件由熱傳導(dǎo)率較高的鋁、鋁合金、銅等金屬材料構(gòu)成，因此能夠更有效地進(jìn)行向冷卻體的散熱。
[0020]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十方式在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性的絕緣體和具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體的任意一個(gè)構(gòu)成。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，若導(dǎo)熱構(gòu)件由絕緣體構(gòu)成，則能夠在安裝基板與導(dǎo)熱支承構(gòu)件之間可靠地進(jìn)行絕緣。此外，若導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，從而導(dǎo)熱構(gòu)件具有伸縮性，則能夠使該導(dǎo)熱構(gòu)件與安裝在安裝基板上的發(fā)熱元器件等的周圍相接觸，從而增大接觸面積，提高了散熱效果。
[0021]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十一方式在于，所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，該彈性體在被所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部壓縮的狀態(tài)下進(jìn)行固定。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，由于在彈性體被安裝基板及導(dǎo)熱支承板部壓縮的狀態(tài)下對(duì)彈性體進(jìn)行固定，因此能夠與安裝在安裝基板上的發(fā)熱元器件進(jìn)行更為良好的接觸，從而提高了散熱效果。
[0022]此外，本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的第十二方式在于，在所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部之間設(shè)有確定所述彈性體的壓縮率的間隔調(diào)整構(gòu)件。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠通過間隔調(diào)整構(gòu)件來確定彈性體的壓縮率，從而能夠容易地將彈性體的壓縮率調(diào)整為規(guī)定值。
發(fā)明效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明，由于安裝有包含發(fā)熱電路元器件的電路元器件的安裝基板的發(fā)熱經(jīng)由導(dǎo)熱支承板部通過熱傳導(dǎo)路徑向冷卻體散熱，因此能夠抑制熱阻，進(jìn)行冷卻效率較高的熱冷卻。
比國內(nèi)且，通過將安裝在安裝基板上的電路元器件設(shè)為表面安裝連接型電路元器件，能夠可靠地防止引線等突起物插入導(dǎo)熱構(gòu)件，從而能夠可靠地確保導(dǎo)熱構(gòu)件與導(dǎo)熱支承板部之間的絕緣性能。
[0024]此外，即使在安裝于安裝基板的電路元器件構(gòu)成為具有焊接引線的情況下，通過在導(dǎo)熱構(gòu)件與導(dǎo)熱支承板部之間夾入電絕緣構(gòu)件，即使在焊接引線等突起物插入導(dǎo)熱構(gòu)件而引起導(dǎo)熱構(gòu)件的絕緣性能下降的情況下，也能夠利用電絕緣構(gòu)件來彌補(bǔ)該絕緣性能的下降，從而能夠確保所需的絕緣性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的實(shí)施方式I的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖2是表示實(shí)施方式I的主要部分的放大剖視圖。
圖3是表示安裝有電路元器件的控制電路單元的一個(gè)示例的剖視圖。
圖4是表示安裝有安裝基板的狀態(tài)下的具體結(jié)構(gòu)的放大剖視圖。
圖5是表示將安裝基板安裝于導(dǎo)熱支承構(gòu)件的方法的圖。
圖6是表示將安裝基板安裝于導(dǎo)熱支承構(gòu)件的狀態(tài)的剖視圖。
圖7是表示導(dǎo)熱板部的變形例的剖視圖。
圖8是對(duì)發(fā)熱電路元器件的散熱路徑進(jìn)行說明的圖。
圖9是表示對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置施加上下振動(dòng)或橫向搖動(dòng)的狀態(tài)的圖。
圖10是表示安裝有電路元器件的控制電路單元的另一個(gè)示例的剖視圖。
圖11是表示半導(dǎo)體模塊的冷卻構(gòu)件的變形例的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下，利用附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
圖1是表示本發(fā)明所涉及的功率轉(zhuǎn)換裝置的整體結(jié)構(gòu)的剖視圖。 圖中，標(biāo)號(hào)I是功率轉(zhuǎn)換裝置，該功率轉(zhuǎn)換裝置I收納于殼體2內(nèi)。殼體2由合成樹脂材料成形而成，所述殼體2由夾著具有水冷護(hù)套結(jié)構(gòu)的冷卻體3而上下分割的下部殼體2A及上部殼體2B構(gòu)成。
[0027]下部殼體2A由有底方筒體構(gòu)成。該下部殼體2A的開放上部被冷卻體3所覆蓋，其內(nèi)部收納有薄膜電容器4。
上部殼體2B包括上端和下端開放的方筒體2a、以及封閉該方筒體2a上端的蓋體2b。而且，方筒體2a的下端被冷卻體3所封閉。雖未圖示，但在該方筒體2a的下端與冷卻體3之間，存在涂布有液態(tài)密封劑或夾有橡膠制填充物等的密封材料。
[0028]冷卻體3的冷卻水供水口 3a和排水口 3b朝殼體2外側(cè)開口。這些供水口 3a和排水口 3b例如經(jīng)由撓性軟管與未圖示的冷卻水提供源相連接。該冷卻體3例如通過將熱傳導(dǎo)率較高的鋁、鋁合金射出成形而形成。并且，冷卻體3的下表面為平坦面，上表面的除中央部3c外的剩余部分上形成有方框狀的周槽3d。此外，在冷卻體3上形成插入孔3e，該插入孔3e供保持于下部殼體2A的薄膜電容器4的被絕緣覆蓋的正負(fù)連接端子4a進(jìn)行上下插入。
[0029]同時(shí)參照?qǐng)D2可知，功率轉(zhuǎn)換裝置I包括半導(dǎo)體功率模塊11，該半導(dǎo)體功率模塊11內(nèi)置有例如絕緣柵雙極晶體管(IGBT)來作為構(gòu)成功率轉(zhuǎn)換用的例如逆變器電路的半導(dǎo)體開關(guān)元件。在該半導(dǎo)體功率模塊11中，在扁平的長方體狀的絕緣性箱體12內(nèi)內(nèi)置有IGBT，在箱體12的下表面上形成有金屬制的冷卻構(gòu)件13。在箱體12及冷卻構(gòu)件13中，從上表面進(jìn)行觀察時(shí)，在四個(gè)角上形成有插入孔15，該插入孔15用于插入作為固定構(gòu)件的固定螺釘14。另外，在箱體12的上表面上，在插入孔15內(nèi)側(cè)的四個(gè)部位上突出形成有規(guī)定高度的基板固定部16。
[0030]在該基板固定部16的上端固定有驅(qū)動(dòng)電路基板21,該驅(qū)動(dòng)電路基板21安裝有對(duì)內(nèi)置于半導(dǎo)體功率|旲塊11的IGBT進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電路等。另外，驅(qū)動(dòng)電路基板21的上方保持規(guī)定間隔地固定有作為安裝基板的控制電路基板22，所述控制電路基板22安裝有對(duì)內(nèi)置于半導(dǎo)體功率模塊11的IGBT進(jìn)行控制的、包含發(fā)熱電路元器件的控制電路等，所述發(fā)熱電路元器件發(fā)熱量相對(duì)較大，或發(fā)熱密度較大。另外，控制電路基板22的上方保持規(guī)定間隔地固定有作為安裝基板的電源電路基板23，所述電源電路基板23安裝有對(duì)內(nèi)置于半導(dǎo)體功率模塊11的IGBT進(jìn)行供電的、包含發(fā)熱電路元器件的電源電路等。
[0031]并且，如圖2所示，驅(qū)動(dòng)電路基板21通過以下方式來進(jìn)行固定:S卩，將接合螺釘24的外螺紋部24a插入至形成于與基板固定部16相對(duì)位置的插入孔21a內(nèi)，然后將該外螺紋部24a與形成于基板固定部16上表面的內(nèi)螺紋部16a相螺合。
此外，控制電路基板22通過以下方式來進(jìn)行固定:即，將接合螺釘25的外螺紋部25a插入至形成于接合螺釘24上端的與內(nèi)螺紋部24b相對(duì)的位置的插入孔22a內(nèi)，然后將該外螺紋部25a與接合螺釘24的內(nèi)螺紋部24b相螺合。
而且，電源電路基板23通過以下方式來進(jìn)行固定:即，將固定螺釘26插入至形成于接合螺釘25上端的與內(nèi)螺紋部25b相對(duì)的位置的插入孔23a內(nèi)，然后將該固定螺釘26與接合螺釘25的內(nèi)螺紋部25b相螺合。
[0032]如圖4所示，在控制電路基板22的與后述的導(dǎo)熱構(gòu)件35相接觸的下表面?zhèn)劝惭b有發(fā)熱電路元器件27a，在與導(dǎo)熱構(gòu)件35相反一側(cè)的上表面?zhèn)劝惭b有表面安裝連接型電路元器件27b。該表面安裝連接型電路元器件27b通過形成在下表面的焊料層28與控制電路基板22進(jìn)行電連接。因此，在表面安裝連接型電路元器件27b中，不存在像后文所要說明的引線連接型電路元?dú)饽菢油ㄟ^形成于控制電路基板22的通孔而突出至下表面?zhèn)鹊淖鳛橥黄鹞锏暮附右€，因此如后文所述，能夠防止以下問題:即，在如后述那樣以5?30%的壓縮率對(duì)導(dǎo)熱構(gòu)件35進(jìn)行壓縮時(shí)，突起物會(huì)插入導(dǎo)熱構(gòu)件35而使得導(dǎo)熱構(gòu)件35上出現(xiàn)開孔，該開孔會(huì)因振動(dòng)等而擴(kuò)大，進(jìn)而在導(dǎo)熱構(gòu)件的層上形成空間，從而導(dǎo)致絕緣性能降低。
[0033]同樣地，在電源電路基板23的與后述的導(dǎo)熱構(gòu)件37相接觸的下表面?zhèn)纫舶惭b有發(fā)熱電路元器件39a，在與導(dǎo)熱構(gòu)件37相反一側(cè)的上表面?zhèn)劝惭b有表面安裝連接型電路元器件39b。
此外，對(duì)控制電路基板22及電源電路基板23進(jìn)行支承，以使得利用導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33來形成向冷卻體3進(jìn)行散熱的散熱路徑。這些導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33由熱傳導(dǎo)率較高的金屬例如鋁、鋁合金、銅等形成。
[0034]導(dǎo)熱支承構(gòu)件32由平板上的導(dǎo)熱支承板部32a、以及導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c構(gòu)成，從圖2來看該導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c通過固定螺釘32b被固定在該導(dǎo)熱支承板部32a的沿半導(dǎo)體功率模塊11的長邊的右端側(cè)。并且，導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c與配置在冷卻體3的周槽3d內(nèi)的共用的方框狀底板部34相連結(jié)。
在導(dǎo)熱支承板部32a上，隔著板狀的導(dǎo)熱構(gòu)件35利用固定螺釘36固定有控制電路基板22。導(dǎo)熱構(gòu)件35由具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，具有與電源電路基板23相同的外形尺寸。作為該導(dǎo)熱構(gòu)件35，可使用通過在硅膠內(nèi)部夾入金屬填充物從而提高了導(dǎo)熱性的材料。
[0035]此外，導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c如圖2所示，由與配置于冷卻體3的周槽3d內(nèi)的共用的底板部34的長邊側(cè)的外邊緣連結(jié)為一體且沿上方延伸的連結(jié)板部32d、以及從該連結(jié)板部32d的上端向左側(cè)延伸的上板部32e形成，該導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c的截面呈逆L字形。連結(jié)板部32d通過半導(dǎo)體功率模塊11的長邊側(cè)的右側(cè)面向上方延伸。
[0036]導(dǎo)熱支承構(gòu)件33由平板上的導(dǎo)熱支承板部33a、以及導(dǎo)熱支承側(cè)板部33c構(gòu)成，從圖2來看該導(dǎo)熱支承側(cè)板部33c通過固定螺釘33b被固定在該導(dǎo)熱支承板部33a的沿半導(dǎo)體功率模塊11的長邊的左端側(cè)。而且，導(dǎo)熱支承側(cè)板部33c與共用的底板部34相連結(jié)。
在導(dǎo)熱支承板部33a上，隔著與上述導(dǎo)熱構(gòu)件35相同的導(dǎo)熱構(gòu)件37利用固定螺釘38固定有電源電路基板23。
[0037]此外，導(dǎo)熱支承側(cè)板部33c如圖2及圖3所示，由與配置于冷卻體3的周槽3d內(nèi)的共用的底板部34的長邊側(cè)的外邊緣連結(jié)為一體且向上方延伸的連結(jié)板部33d、以及從該連結(jié)板部33d的上端向左側(cè)延伸的上板部33e形成，該導(dǎo)熱支承側(cè)板部33c的截面呈逆L字形。連結(jié)板部33d通過半導(dǎo)體功率模塊11的長邊側(cè)的左側(cè)面向上方延伸。
[0038]于是，在圓筒狀的彎曲面上形成連結(jié)板部33d的與底板部34及上板部33e相連結(jié)的連結(jié)部。由此，通過將連結(jié)板部33d與底板部34及上板部33e的連結(jié)部形成為圓筒狀的彎曲面，能夠在上下振動(dòng)或橫向搖動(dòng)傳導(dǎo)到功率轉(zhuǎn)換裝置I時(shí)緩和連結(jié)板部33d與底板部34及上板部33e的連結(jié)部上產(chǎn)生的應(yīng)力集中，從而能夠提高對(duì)于上下振動(dòng)或橫向搖動(dòng)等的抗振性。
[0039]并且，通過將連結(jié)板部33d與底板部34及上板部33e的連結(jié)部形成為圓筒狀的彎曲面，與將連結(jié)板部33d與底板部34及上板部33e的連結(jié)部形成為直角的L字形的情況相t匕，能縮短熱傳導(dǎo)路徑。由此，通過縮短從導(dǎo)熱支承板部33a到冷卻體3的熱傳導(dǎo)路徑，能夠?qū)崿F(xiàn)高效的熱冷卻。
[0040]此外，如圖4及圖5所示，在控制電路基板22和電源電路基板23的下表面?zhèn)劝惭b有發(fā)熱電路元器件39a。
而且，如圖4所示那樣對(duì)控制電路基板22及電源電路基板23、與導(dǎo)熱構(gòu)件35、37及導(dǎo)熱支承板部32a、33a進(jìn)行連結(jié)。對(duì)于這些控制電路基板22及電源電路基板23、與導(dǎo)熱支承板部32a及33a之間的連結(jié)，除了左右顛倒以外實(shí)質(zhì)上是相同的，因此，以電源電路基板23及導(dǎo)熱支承板部33a為代表來進(jìn)行說明。
[0041]在該電源電路基板23與導(dǎo)熱支承板部33a的連結(jié)中，如圖4和圖5所示，使用具有比導(dǎo)熱構(gòu)件37的厚度T要小的導(dǎo)熱板部管理高度H的作為間隔調(diào)整構(gòu)件的墊圈40。該墊圈40通過粘接等臨時(shí)固定于導(dǎo)熱支承板部33a上所形成的供固定螺釘38進(jìn)行螺合的內(nèi)螺紋部41的外周側(cè)。這里，對(duì)墊圈40的導(dǎo)熱板部管理高度H進(jìn)行設(shè)定，使得導(dǎo)熱構(gòu)件37的壓縮率變?yōu)??30%左右。由此，通過將導(dǎo)熱構(gòu)件37壓縮為5?30%左右，能夠減小熱阻，發(fā)揮高效的導(dǎo)熱效果。
[0042]另一方面，在導(dǎo)熱構(gòu)件37上，形成有能供接合螺釘25插入的插入孔37a、以及能供墊圈40插入的插入孔37b。
并且，將導(dǎo)熱構(gòu)件37放置在導(dǎo)熱支承板部33a上，以使得臨時(shí)固定于導(dǎo)熱支承板部33a的墊圈40插入至插入孔37b內(nèi)，并將電源電路基板23放置在該導(dǎo)熱支承板部33a上，以使得發(fā)熱電路元器件39a與導(dǎo)熱構(gòu)件37相接。
[0043]在這種狀態(tài)下，使固定螺釘38通過電源電路基板23的插入孔23b，進(jìn)而通過墊圈40的中心開口與導(dǎo)熱支承板部33a的內(nèi)螺紋部41相螺合。然后，擰緊固定螺釘38，直至導(dǎo)熱構(gòu)件37的上表面與墊圈40的上表面基本一致。
因此，通過以5?30%左右的壓縮率對(duì)導(dǎo)熱構(gòu)件37進(jìn)行壓縮，能減小熱阻，發(fā)揮高效的導(dǎo)熱效果。此時(shí)，由于導(dǎo)熱構(gòu)件37的壓縮率根據(jù)墊圈40的高度H來進(jìn)行管理，因此，能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行緊固，而不會(huì)發(fā)生緊固不足或緊固過度。
[0044]此外，利用導(dǎo)熱構(gòu)件37的彈性將安裝于電源電路基板23下表面?zhèn)鹊陌l(fā)熱電路元器件39a埋入導(dǎo)熱構(gòu)件37內(nèi)。因此，能使發(fā)熱電路元器件39a與導(dǎo)熱構(gòu)件37之間的接觸既不會(huì)不足也不會(huì)過度，從而能使導(dǎo)熱構(gòu)件37與電源電路基板23及導(dǎo)熱支承板部33a良好地進(jìn)行接觸，從而能減小導(dǎo)熱構(gòu)件37與電源電路基板23及導(dǎo)熱支承板部33a之間的熱阻。
[0045]此外，由于在電源電路基板23的與導(dǎo)熱構(gòu)件37相反一側(cè)的上表面?zhèn)劝惭b有表面安裝型電路元器件3%，因此不存在像引線連接型電路元器件那樣的通過形成在電源電路基板23上的通孔并突出至下表面?zhèn)鹊暮附右€。由此，不會(huì)發(fā)生以下問題:即焊接引線插入導(dǎo)熱構(gòu)件37而導(dǎo)致開孔，因振動(dòng)等的影響使得該開孔擴(kuò)大，進(jìn)而在導(dǎo)熱構(gòu)件37的層上形成空間，從而導(dǎo)致絕緣性能下降。
[0046]控制電路基板22與導(dǎo)熱支承板部32a也與上述相同地隔著導(dǎo)熱構(gòu)件35進(jìn)行連結(jié)。
另外，如圖2和圖3所示，在導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33的共用的底板部34上，在半導(dǎo)體功率模塊11的與插入固定螺釘14的插入孔15相對(duì)的位置上，形成有固定構(gòu)件插入孔34a。并且，在底板部34的上表面與形成于半導(dǎo)體功率模塊11的冷卻構(gòu)件13的下表面之間，夾有彈性構(gòu)件45。
[0047]接著，通過使固定螺釘14插入半導(dǎo)體功率模塊11及冷卻構(gòu)件13的插入孔15及底板部34的固定構(gòu)件插入孔34a，并使該固定螺釘14與形成于冷卻體3的內(nèi)螺紋部3f相螺合，來將半導(dǎo)體功率模塊11和底板部34固定在冷卻體3上。
[0048]接著，對(duì)上述實(shí)施方式的功率轉(zhuǎn)換裝置I的組裝方法進(jìn)行說明。
首先，在圖5中，如上述那樣，使電源電路基板23隔著導(dǎo)熱構(gòu)件37與導(dǎo)熱支承構(gòu)件33的導(dǎo)熱支承板部33a相重疊，在以5?30%左右的壓縮率壓縮導(dǎo)熱構(gòu)件37的狀態(tài)下利用固定螺釘38對(duì)電源電路基板23、導(dǎo)熱構(gòu)件37及導(dǎo)熱支承板部33a進(jìn)行固定，由此預(yù)先形成電源電路單元U3。此時(shí)，如上文所述，由于在電源電路基板23的上表面?zhèn)劝惭b有表面安裝連接型電路元器件3%，因此不存在突出至電源電路基板23的下表面?zhèn)鹊暮附右€。由此，在以5?30%左右的壓縮率對(duì)導(dǎo)熱構(gòu)件37進(jìn)行壓縮時(shí)，能夠可靠地防止因以下原因而導(dǎo)致的導(dǎo)熱構(gòu)件37的絕緣性能的降低，即由于具有導(dǎo)電性的細(xì)長的突起物插入導(dǎo)熱構(gòu)件37而出現(xiàn)開孔，該開孔因振動(dòng)等的影響而擴(kuò)大，進(jìn)而在導(dǎo)熱構(gòu)件的層上形成空間部，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱構(gòu)件37的絕緣性能的降低。
[0049]同樣地，使控制電路基板22隔著導(dǎo)熱構(gòu)件35與導(dǎo)熱支承構(gòu)件32的導(dǎo)熱支承板部32a相重疊，在以5?30%左右的壓縮率壓縮導(dǎo)熱構(gòu)件35的狀態(tài)下利用固定螺釘36對(duì)控制電路基板22、導(dǎo)熱構(gòu)件35及導(dǎo)熱支承板部32a進(jìn)行固定，由此預(yù)先形成控制電路單元U2。此時(shí)，如上文所述，由于在控制電路基板22的上表面?zhèn)劝惭b有表面安裝連接型電路元器件27b，因此不存在突出至控制電路基板22的下表面?zhèn)鹊暮附右€。由此，在以5?30%左右的壓縮率對(duì)導(dǎo)熱構(gòu)件35進(jìn)行壓縮時(shí)，能夠可靠地防止因以下原因而導(dǎo)致的導(dǎo)熱構(gòu)件37的絕緣性能的降低，即由于具有導(dǎo)電性的細(xì)長的突起物插入導(dǎo)熱構(gòu)件35而出現(xiàn)開孔，該開孔因振動(dòng)等的影響而擴(kuò)大，進(jìn)而在導(dǎo)熱構(gòu)件的層上形成空間部，從而導(dǎo)致導(dǎo)熱構(gòu)件37的絕緣性能的降低。
[0050]另一方面，在導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33所共用的底板部34的上表面與形成于半導(dǎo)體功率模塊11的冷卻構(gòu)件13的下表面之間夾有彈性構(gòu)件45的狀態(tài)下，利用固定螺釘14，將該底板部34與半導(dǎo)體功率模塊11 一同固定于冷卻體3的周槽3d內(nèi)。
另外，在將半導(dǎo)體功率模塊11固定于冷卻體3之前或固定之后，將驅(qū)動(dòng)電路基板21放置在形成于半導(dǎo)體功率模塊11的上表面的基板固定部16上。然后，利用四根接合螺釘24從驅(qū)動(dòng)電路基板21的上方將該驅(qū)動(dòng)電路基板21固定于基板固定部16。然后，用固定螺釘32b將導(dǎo)熱支承板部32a與導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c相連結(jié)。
[0051]然后，在接合螺釘24的上表面放置控制電路單元U2的控制電路基板22，利用四根接合螺釘25進(jìn)行固定。接著，在接合螺釘25的上表面放置電源電路單元U3的電源電路基板23，利用四根固定螺釘26進(jìn)行固定。然后，用固定螺釘33b將導(dǎo)熱支承板部33a與導(dǎo)熱支承側(cè)板部33c相連結(jié)。
[0052]之后，如圖1所示，將母線50連接至半導(dǎo)體功率模塊11的正負(fù)直流輸入端子11a，利用固定螺釘51將貫穿冷卻體3的薄膜電容器4的正負(fù)連接端子4a與該母線50的另一端相連結(jié)。并且，將固定于外部整流器(未圖示)所連接的連接線52前端的壓接端子53固定于半導(dǎo)體功率模塊11的直流輸入端子11a。[0053]并且，利用固定螺釘56將母線55與半導(dǎo)體功率模塊11的三相交流輸出端子Ilb相連接，并在該母線55的中部配置電流傳感器57。然后，利用固定螺釘60使固定在與外部三相電動(dòng)機(jī)(未圖示)相連接的電動(dòng)機(jī)電纜58的前端的壓接端子59固定并連接于母線55的另一端。
之后，將下部殼體2A和上部殼體2B隔著密封材料固定于冷卻體3的下表面及上表面，從而完成功率轉(zhuǎn)換裝置I的組裝。
[0054]在該狀態(tài)下，在從外部整流器(未圖示)提供直流電的同時(shí)，使安裝在電源電路基板23上的電源電路、安裝在控制電路基板22上的控制電路處于動(dòng)作狀態(tài)，由控制電路經(jīng)由安裝在驅(qū)動(dòng)電路基板21上的驅(qū)動(dòng)電路將柵極信號(hào)、例如脈寬調(diào)制信號(hào)提供給半導(dǎo)體功率模塊11。由此，對(duì)內(nèi)置于半導(dǎo)體功率模塊11的IGBT進(jìn)行控制，并將直流電轉(zhuǎn)換為交流電。從三相交流輸出端子Ilb經(jīng)由母線55將轉(zhuǎn)換后的交流電提供給電動(dòng)機(jī)電纜58，從而對(duì)三相電動(dòng)機(jī)(未圖示)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。
[0055]此時(shí)，內(nèi)置于半導(dǎo)體功率模塊11的IGBT會(huì)發(fā)熱。由于形成在半導(dǎo)體功率模塊11上的冷卻構(gòu)件13與冷卻體3的中央部3c直接接觸，因此利用冷卻體3所提供的冷卻水對(duì)該產(chǎn)生的熱量進(jìn)行冷卻。
另一方面，安裝于控制電路基板22及電源電路基板23的控制電路及電源電路中包含有發(fā)熱電路元器件27a及39a，這些發(fā)熱電路元器件27a及39a會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱。此時(shí)，發(fā)熱電路元器件27a及39a安裝于控制電路基板22及電源電路基板23的下表面?zhèn)取?br> [0056]而且，在這些控制電路基板22及電源電路基板23的下表面?zhèn)龋糁鵁醾鲗?dǎo)率較高且具有彈性的導(dǎo)熱構(gòu)件35和37設(shè)有導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33的導(dǎo)熱支承板部32a和33a。
因此，發(fā)熱電路元器件27a及39a與導(dǎo)熱構(gòu)件35和37的接觸面積變大且相互緊密接觸，因而發(fā)熱電路元器件27a及39a與導(dǎo)熱構(gòu)件35及37的熱阻變小。因此，能高效地將發(fā)熱電路元器件27a及39a的發(fā)熱傳導(dǎo)至導(dǎo)熱構(gòu)件35及37。并且，由于以5?30%左右的壓縮率對(duì)導(dǎo)熱構(gòu)件35及37進(jìn)行了壓縮，導(dǎo)熱構(gòu)件35及37本身的熱傳導(dǎo)率得以提高，因此，如圖8所示，能夠?qū)鲗?dǎo)到導(dǎo)熱構(gòu)件35及37的熱量高效地傳導(dǎo)到導(dǎo)熱支承構(gòu)件32及33的導(dǎo)熱支承板部32a及33a。
[0057]而且，由于在導(dǎo)熱支承板部32a和33a上連結(jié)有導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c和33c，因此，傳導(dǎo)至導(dǎo)熱支承板部32a和33a的熱量可通過導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c和33c傳導(dǎo)至共用的底板部34。由于該底板部34與冷卻體3的周槽3d內(nèi)直接接觸，因此傳導(dǎo)過來的熱量向冷卻體3進(jìn)行散熱。
并且,傳導(dǎo)到底板部34的熱量從底板部34的上表面?zhèn)乳_始經(jīng)由彈性構(gòu)件45傳導(dǎo)至半導(dǎo)體功率模塊11的冷卻構(gòu)件13，并經(jīng)由該冷卻構(gòu)件13傳導(dǎo)至冷卻體3的中央部3c并進(jìn)行散熱。
[0058]由此，根據(jù)上述實(shí)施方式，由于能將安裝于控制電路基板22和電源電路基板23的發(fā)熱電路元器件27a及39a的發(fā)熱直接傳導(dǎo)至導(dǎo)熱構(gòu)件35和37而不經(jīng)過熱阻較大的控制電路基板22和電源電路基板23,因此,能聞效地進(jìn)行散熱。
于是，傳導(dǎo)至導(dǎo)熱構(gòu)件35和37的熱量傳導(dǎo)至導(dǎo)熱支承板部32a和33a，進(jìn)而傳導(dǎo)至導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c和33c。此時(shí)，導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c和33c沿半導(dǎo)體功率模塊11的長邊設(shè)置。[0059]因此，能增大導(dǎo)熱面積，并能確保較寬的散熱路徑。而且，由于將導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c和33c的彎曲部設(shè)為圓筒狀的彎曲部，因此，與將彎曲部設(shè)為L字形的情況相比，能縮短到冷卻體3的導(dǎo)熱距離。
另外，由于導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33的導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c及33c通過共用的底板部34來實(shí)現(xiàn)一體化，因此，導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c及33c與底板部34之間不存在元器件之間的接縫，從而能抑制熱阻。
[0060]并且，由于在從安裝有發(fā)熱電路元器件27a及39a的控制電路基板22及電源電路基板23到冷卻體3的散熱路徑中不包含殼體2，因此不需要使用具有較高傳導(dǎo)率的鋁等金屬，而可利用合成樹脂來構(gòu)成殼體2，從而能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化。
并且，由于散熱路徑并不依賴于殼體2，能單獨(dú)在功率轉(zhuǎn)換裝置I中形成散熱路徑，因此，能將由半導(dǎo)體功率模塊11、驅(qū)動(dòng)電路基板21、控制電路基板22及電源電路基板23構(gòu)成的功率轉(zhuǎn)換裝置I應(yīng)用于各種不同方式的殼體2和冷卻體3。
[0061]此外，由于控制電路基板22和電源電路基板23上固定有金屬制的導(dǎo)熱支承板部32a和33a，因此，能提高控制電路基板22和電源電路基板23的剛性。因此，即使在如將功率轉(zhuǎn)換裝置I作為驅(qū)動(dòng)車輛行駛用電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路來使用的情況那樣的、對(duì)功率轉(zhuǎn)換裝置I施加如圖9所示的上下振動(dòng)或橫向搖動(dòng)作用的情況下，也能利用導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33來提高剛性。因此，能提供受上下振動(dòng)或橫向搖動(dòng)等的影響較小的功率轉(zhuǎn)換裝置
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[0062]并且，由于在控制電路基板22及電源電路基板23的與導(dǎo)熱構(gòu)件35及37相反一側(cè)的上表面?zhèn)壬习惭b有表面安裝連接型電路元器件27b及39b，在這些表面安裝連接型電路元器件27b及39b上不存在向下表面?zhèn)鹊膶?dǎo)熱構(gòu)件35及37側(cè)突出的焊接引線等具有導(dǎo)電性的細(xì)長突起物，因此能夠可靠地防止因?qū)針?gòu)件35及37的金屬填充物導(dǎo)通而引起的絕緣性能的下降。
[0063]另外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)在安裝有發(fā)熱電路元器件27a及39a的控制電路基板22及電源電路基板23的與導(dǎo)熱構(gòu)件35及37相反的一側(cè)安裝表面安裝連接型電路元器件27b及39b的情況進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)，也可以如圖10所示那樣，在控制電路基板22及電源電路基板23的與導(dǎo)熱構(gòu)件35及37相反的一側(cè)安裝引線連接型電路元器件46。在這種情況下，在與突出形成在引線連接型電路元器件46上的焊接引線46a的突出區(qū)域相對(duì)的導(dǎo)熱構(gòu)件35和37與導(dǎo)熱支承板部32a和33a之間配置電絕緣構(gòu)件47。優(yōu)選該電絕緣構(gòu)件47形成在比焊接引線46a的突出區(qū)域要廣的區(qū)域中。
[0064]在圖10的結(jié)構(gòu)中，引線連接型電路元器件46的焊接引線46a通過形成在控制電路基板22及電源電路基板23上的通孔向下表面?zhèn)韧怀?，該引線連接型電路元器件46安裝在控制電路基板22及電源電路基板23上的與導(dǎo)熱構(gòu)件35和37相反一側(cè)的上表面。并且，焊接引線46a焊接并固定在控制電路基板22及電源電路基板23的下表面?zhèn)取?br> [0065]如上述實(shí)施方式所說明的那樣，在利用固定螺釘36和38對(duì)控制電路基板22及電源電路基板23與導(dǎo)熱支承板部32a及33a進(jìn)行壓縮時(shí)，如圖10所示，這些焊接引線46a會(huì)插入導(dǎo)熱構(gòu)件35和37內(nèi)，從而在導(dǎo)熱構(gòu)件35和37上形成開孔，該開孔因振動(dòng)等的影響而擴(kuò)大，進(jìn)而在導(dǎo)熱構(gòu)件35和37的層上形成空間，從而導(dǎo)致絕緣性能下降。
[0066]然而，如上所述，在焊接引線46a的突出區(qū)域所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)熱構(gòu)件35及37與導(dǎo)熱支承板部32a及33a之間配置有電絕緣構(gòu)件47。由此，利用電絕緣構(gòu)件47，能夠填補(bǔ)因焊接引線46a而引起的導(dǎo)熱構(gòu)件35和37的絕緣電阻下降的量，從而能夠確?？刂齐娐坊?2及電源電路基板23與導(dǎo)熱支承板部32a及33a之間所需的絕緣性能。
[0067]此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)在控制電路單元U2和電源電路單元U3中，導(dǎo)熱構(gòu)件35和37的外形與控制電路基板22和電源電路基板23相同的情況進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)，也可以如圖6所示那樣，僅將導(dǎo)熱構(gòu)件35和37設(shè)置于發(fā)熱電路元器件27a及39a存在的部位。
[0068]此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)半導(dǎo)體功率模塊11的冷卻構(gòu)件13與冷卻體3相接的情況進(jìn)行了說明，但并不限于此，也可以采用圖11所示的結(jié)構(gòu)。即，形成在半導(dǎo)體功率模塊11上的冷卻構(gòu)件13具備與流過冷卻體3的冷卻水直接接觸的冷卻翅片61，并且與此相應(yīng)地，在冷卻體3的中央部形成使冷卻翅片61浸入冷卻水通路中的浸入部62。并且，在包含浸入部62的周壁63與冷卻構(gòu)件13之間配置O形環(huán)等密封構(gòu)件66。
在這種情況下，由于在半導(dǎo)體功率模塊11的冷卻構(gòu)件13中形成冷卻翅片61，并利用浸入部62將該冷卻翅片61浸入在冷卻水中，因此能夠更高效地對(duì)半導(dǎo)體功率模塊11進(jìn)行冷卻。 [0069]此外，在上述實(shí)施方式中，對(duì)分體構(gòu)成導(dǎo)熱支承構(gòu)件32和33的導(dǎo)熱支承板部32a和33a、以及導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c和33c的情況進(jìn)行了說明。但是，本發(fā)明并不限于上述結(jié)構(gòu)，也可以將導(dǎo)熱支承板部32a及33a與導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c及33c構(gòu)成為一體。在這種情況下，由于不會(huì)在導(dǎo)熱支承板部32a和33a與導(dǎo)熱支承側(cè)板部32c和32c之間形成接縫，因此，能減小熱阻從而更有效地進(jìn)行散熱。
[0070]并且，在上述實(shí)施方式中，對(duì)將本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于電動(dòng)汽車的情況進(jìn)行了說明，但并不限于此，本發(fā)明也可適用于行駛于軌道的鐵路車輛，還可適用于任意的電驅(qū)動(dòng)車輛。此外，作為功率轉(zhuǎn)換裝置并不限于電驅(qū)動(dòng)車輛，在驅(qū)動(dòng)其它產(chǎn)業(yè)設(shè)備中的電動(dòng)機(jī)等的致動(dòng)器的情況下，也能應(yīng)用本發(fā)明的功率轉(zhuǎn)換裝置。
工業(yè)上的實(shí)用性
[0071]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種功率轉(zhuǎn)換裝置，該功率轉(zhuǎn)換裝置能夠使搭載在基板上的發(fā)熱電路元器件的熱量高效地向冷卻體進(jìn)行散熱，并能確保導(dǎo)熱構(gòu)件的絕緣性能。
標(biāo)號(hào)說明
[0072]I…功率轉(zhuǎn)換裝置、2…殼體、3…冷卻體、4…薄膜電容器、5…蓄電池收納部、11...半導(dǎo)體功率模塊、12...箱體、13...散熱構(gòu)件、21...驅(qū)動(dòng)電路基板、22...控制電路基板、23...電源電路基板、24，25…接合螺釘、27a…發(fā)熱電路元器件、27b…表面安裝連接型電路元器件、32…導(dǎo)熱支承構(gòu)件、32a…導(dǎo)熱支承板部、32b…固定螺釘、32c…導(dǎo)熱支承側(cè)板部、33...導(dǎo)熱支承構(gòu)件、33a…導(dǎo)熱支承板部、33b…固定螺釘、33c…導(dǎo)熱支承側(cè)板部、34…底板部、35，37...導(dǎo)熱構(gòu)件、39a…導(dǎo)熱電路元器件、39b…表面安裝連接型電路元器件、40...墊圈(間隔調(diào)整構(gòu)件)、61…冷卻翅片。
【權(quán)利要求】
1.一種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括: 半導(dǎo)體功率模塊，該半導(dǎo)體功率模塊的一個(gè)面與冷卻體相接合； 安裝基板，該安裝基板安裝有包含發(fā)熱電路元器件的電路元器件，所述發(fā)熱電路元器件驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體功率模塊； 導(dǎo)熱支承構(gòu)件，該導(dǎo)熱支承構(gòu)件通過導(dǎo)熱構(gòu)件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行支承；以及熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑使得所述安裝基板的熱量經(jīng)由所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件向所述冷卻體進(jìn)行傳導(dǎo)， 安裝在所述安裝基板上的電路元器件是表面安裝連接型電路元器件。
2.如權(quán)利要求1所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件由熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性的絕緣體和具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體的任意一個(gè)構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求1或2所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，該彈性體在被所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部壓縮的狀態(tài)下進(jìn)行固定。
5.如權(quán)利要求4所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 在所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部之間設(shè)有確定所述彈性體的壓縮率的間隔調(diào)整構(gòu)件。
6.一種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括: 半導(dǎo)體功率模塊，該半導(dǎo)體功率模塊的一個(gè)面與冷卻體相接合； 安裝基板，該安裝基板安裝有包含發(fā)熱電路元器件的電路元器件，所述發(fā)熱電路元器件驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體功率模塊； 導(dǎo)熱支承構(gòu)件，該導(dǎo)熱支承構(gòu)件通過導(dǎo)熱構(gòu)件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行支承；以及熱傳導(dǎo)路徑，該熱傳導(dǎo)路徑使得所述安裝基板的熱量經(jīng)由所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件向所述冷卻體進(jìn)行傳導(dǎo)， 安裝在所述安裝基板上的電路元器件是具有焊接引線并且該焊接引線被進(jìn)行了焊接的電路元器件，至少在所述導(dǎo)熱構(gòu)件與所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件之間的與所述焊接引線的插入位置相對(duì)應(yīng)的部位夾持有電絕緣構(gòu)件。
7.—種功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，包括: 半導(dǎo)體功率模塊，該半導(dǎo)體功率模塊的箱體內(nèi)內(nèi)置有功率轉(zhuǎn)換用的半導(dǎo)體開關(guān)元件，且在該箱體的一個(gè)面上形成有與冷卻體相接觸的冷卻構(gòu)件； 安裝基板，該安裝基板安裝有包含發(fā)熱電路元器件的電路元器件，所述發(fā)熱電路元器件驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體開關(guān)元件；以及 導(dǎo)熱支承構(gòu)件，該導(dǎo)熱支承構(gòu)件至少具有通過導(dǎo)熱構(gòu)件對(duì)所述安裝基板進(jìn)行支承的導(dǎo)熱支承板部，并形成有獨(dú)立于包圍所述半導(dǎo)體功率模塊及所述安裝基板雙方的殼體的熱傳導(dǎo)路徑，且與所述冷卻體相接觸， 安裝在所述安裝基板上的電路元器件是具有焊接引線并且該焊接引線被進(jìn)行了焊接的電路元器件，至少在所述導(dǎo)熱構(gòu)件與所述導(dǎo)熱支承板部之間的與所述焊接引線的插入位置相對(duì)應(yīng)的部位夾持有電絕緣構(gòu)件。
8.如權(quán)利要求6或7所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述電絕緣構(gòu)件形成在與所述電路元器件的焊接引線插入?yún)^(qū)域相對(duì)的區(qū)域中的比該焊接引線插入?yún)^(qū)域?qū)掗煹姆秶鷥?nèi)。
9.如權(quán)利要求6或7所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)熱支承構(gòu)件由熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求6或7所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性的絕緣體和具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體的任意一個(gè)構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求6或7所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 所述導(dǎo)熱構(gòu)件由具有熱傳導(dǎo)性且具有伸縮性的彈性體構(gòu)成，該彈性體在被所述安裝基板與所述導(dǎo)熱支承板部壓縮的狀態(tài)下進(jìn)行固定。
12.如權(quán)利要求11所述的功率轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于， 在所述安裝基板與所述導(dǎo) 熱支承板部之間設(shè)有確定所述彈性體的壓縮率的間隔調(diào)整構(gòu)件。
【文檔編號(hào)】H02M7/00GK103947095SQ201280055468
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月5日
【發(fā)明者】田中泰仁, 鳥羽章夫 申請(qǐng)人:富士電機(jī)株式會(huì)社