本發(fā)明涉及一種具備基板以及導電構(gòu)件的基板單元。

背景技術(shù)：

公知有如下的基板單元：通過在形成有構(gòu)成使比較小的電流導通的電路的導電圖案的基板固定構(gòu)成用于使比較大的電流導通的電路的導電構(gòu)件(也稱作母線等)而成(例如參照下述專利文獻1)?；鍐卧邆涔潭ㄓ趯щ姌?gòu)件的一側(cè)(基板側(cè)的相反側(cè))的散熱構(gòu)件。另外，也考慮不設(shè)置這樣的散熱構(gòu)件、而使導電構(gòu)件本身作為用于散熱的構(gòu)件來發(fā)揮功能的基板單元。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-164040號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

上述專利文獻1所記載那樣的基板單元等現(xiàn)有的基板單元采用僅從一側(cè)進行散熱的結(jié)構(gòu)，因此有時無法確保足夠的散熱能力。若為了確保散熱能力而增大散熱構(gòu)件，則導致單元的大型化。

本發(fā)明要解決的課題在于，提供一種散熱能力優(yōu)異的基板單元。

用于解決課題的技術(shù)方案

為了解決上述課題，本發(fā)明所涉及的基板單元的特征在于，具備：基板，在一面形成導電圖案，并且形成有開口；導電構(gòu)件，主體部固定于所述基板的另一面，導電構(gòu)件穿過所述基板所形成的開口而與所述電子元件的至少一個端子電連接；以及散熱構(gòu)件，與從所述導電構(gòu)件的主體部延伸出的延伸設(shè)置部接觸。

可以是，所述延伸設(shè)置部經(jīng)由絕緣材料與所述散熱構(gòu)件接觸。

可以是，所述導電構(gòu)件的延伸設(shè)置部被設(shè)為通過所述基板的外側(cè)。

可以是，所述導電構(gòu)件的延伸設(shè)置部被設(shè)為貫穿所述基板。

在這種情況下，可以是，設(shè)置為貫穿所述基板的所述導電構(gòu)件的延伸設(shè)置部固定于該基板。

可以是，所述散熱構(gòu)件配置于所述基板的一面?zhèn)取?/p>

發(fā)明效果

本發(fā)明所涉及的基板單元將產(chǎn)生的熱量經(jīng)由導電構(gòu)件的延伸設(shè)置部向散熱構(gòu)件傳遞，從該散熱構(gòu)件進行散熱。換句話說，采用不僅從導電構(gòu)件的主體部直接或間接(經(jīng)由其它的散熱構(gòu)件)散熱、而且從導電構(gòu)件的延伸設(shè)置部分經(jīng)由散熱構(gòu)件進行散熱的構(gòu)造，因此與以往相比而使散熱效率升高。另外，由于能夠確保足夠的散熱效率，因此導致單元的小型化。

若設(shè)為延伸設(shè)置部經(jīng)由絕緣材料與散熱構(gòu)件接觸的構(gòu)造，則可以防止經(jīng)由散熱構(gòu)件的短路。

若設(shè)為導電構(gòu)件的延伸設(shè)置部通過基板的外側(cè)，則不需要在基板上設(shè)置供延伸設(shè)置部穿過的孔等。

若設(shè)為導電構(gòu)件的延伸設(shè)置部貫穿基板，則導致單元的小型化。在這種情況下，通過將延伸設(shè)置部固定于基板，能夠使基板與導電構(gòu)件的接合更為穩(wěn)固。另外，由于通過固定于基板來限制延伸設(shè)置部的移動，因此能夠減少在延伸設(shè)置部與散熱構(gòu)件的連接部分產(chǎn)生的應(yīng)力。

若將散熱構(gòu)件配置于基板的一面?zhèn)?，則由于散熱構(gòu)件與導電構(gòu)件隔著基板對置，因此成為從基板的一側(cè)以及另一側(cè)這兩方散熱的構(gòu)造，散熱效率優(yōu)異。在這種情況下，通過設(shè)為散熱構(gòu)件不與電子元件接觸的構(gòu)造，(與使散熱構(gòu)件同電子元件接觸的構(gòu)造相比)抑制電子元件所產(chǎn)生的應(yīng)力的增加。

附圖說明

圖1是示意性表示本發(fā)明的一實施方式所涉及的基板單元的剖面的圖。

圖2是基板導電構(gòu)件組的外觀立體圖。

圖3是放大表示基板單元中的安裝有電子元件(至少一個端子與導電構(gòu)件電連接的元件)的部分(基板以及固定于該基板的導電構(gòu)件)的圖。

圖4是基板單元中的安裝有電子元件(至少一個端子與導電構(gòu)件電連接的元件)的部分(基板以及固定于該基板的導電構(gòu)件)的剖視圖，且是由通過漏極端子以及源極端子的平面切斷而成的剖視圖。

圖5是示意性表示第一散熱構(gòu)件不僅構(gòu)成下壁且構(gòu)成側(cè)壁的基板單元的剖面的圖。

圖6是示意性表示第二散熱構(gòu)件不僅構(gòu)成上壁且構(gòu)成側(cè)壁的基板單元的剖面的圖。

圖7是表示基板單元的制造工序的圖，是用于說明基板與導電構(gòu)件接合并獲得基板導電構(gòu)件組的工序的圖。

圖8是表示基板單元的制造工序的圖，是用于說明獲得基板導電構(gòu)件組之后的工序的圖。

圖9是示意性表示以與基板交叉的方式設(shè)有延伸設(shè)置部的基板單元的剖面的圖。

圖10是示意性表示延伸設(shè)置部與散熱構(gòu)件中的構(gòu)成側(cè)壁的部分直接或間接接觸的構(gòu)造的基板單元的剖面的圖。

具體實施方式

以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。此外，除去特別明示的情況，以下的說明中的平面方向是指基板10、導電構(gòu)件20的平面方向，高度方向(上下方向)是指與平面方向正交的方向(將基板10中的固定有導電構(gòu)件10的一側(cè)的相反側(cè)設(shè)為上)。此外，這些方向并不限定基板單元1的設(shè)置方向。

圖1所示的本發(fā)明的一實施方式所涉及的基板單元1具備基板10、導電構(gòu)件20、電子元件30、第一散熱構(gòu)件41以及第二散熱構(gòu)件42。基板10在一面10a(上側(cè)的面)上形成有導電圖案。該導電圖案構(gòu)成的導電路是控制用的導電路(電路的一部分)，與導電構(gòu)件20構(gòu)成的導電路(電路的一部分)相比，流動的電流相對較小。

導電構(gòu)件20具有固定于基板10的另一面10b(下側(cè)的面)的沿著平面方向的主體部21以及從主體部21延伸的延伸設(shè)置部22。導電構(gòu)件20通過沖壓加工等形成為規(guī)定的形狀。導電構(gòu)件20的主體部21構(gòu)成供相對較大(比由導電圖案構(gòu)成的導電路大)的電流流動的部分即電力用的導電路。此外，針對導電路的具體結(jié)構(gòu)而省略詳細的說明以及圖示(例如參照上述專利文獻1)，導電構(gòu)件20的主體部21具有構(gòu)成導電路的多個部分。各部分以不會短路的方式單獨獨立，通過固定于基板10而成為一體。多個部分在向基板10固定之前由余長部分連接，通過在固定于基板10之后切除該余長部分，由此分別成為單獨獨立的狀態(tài)(沒有直接接觸的狀態(tài))。導電構(gòu)件20(主體部21)也被稱作母線(母線板)等。導電構(gòu)件20的主體部21例如經(jīng)由絕緣性的粘合劑或粘合片等固定于基板10的另一面10b。由此，使基板10與導電構(gòu)件20一體化，獲得圖2所示那樣的基板10·導電構(gòu)件20組。本實施方式所涉及的基板單元1能夠通過將基板10·導電構(gòu)件20組收容于由詳見后述的第一散熱構(gòu)件41、第二散熱構(gòu)件42、外殼構(gòu)件50構(gòu)成的空間內(nèi)而成。

導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22是形成為從主體部21立起的部分。延伸設(shè)置部22具有從主體部21側(cè)朝向上方延伸的部分(基端部221)以及從基端部221的頂端(上端)彎曲并沿著平面方向延伸的部分(頂端部222)。本實施方式中的導電構(gòu)件20具有多個延伸設(shè)置部22。各延伸設(shè)置部22與上述的主體部21的單獨獨立的部分中的任一者一體。

在導電構(gòu)件20的主體部21的下側(cè)(基板10側(cè)的相反側(cè))固定有第一散熱構(gòu)件41。在第一散熱構(gòu)件41由導電性材料形成的情況下，可以對導電構(gòu)件20與第一散熱構(gòu)件41間進行絕緣。具體來說，可以是導電構(gòu)件20的主體部21與第一散熱構(gòu)件41經(jīng)由導熱性高的絕緣材料411進行接合。也可以構(gòu)成為不設(shè)置第一散熱構(gòu)件41，使導電構(gòu)件20的至少一部分向外部露出，該導電構(gòu)件20本身發(fā)揮散熱功能(導電構(gòu)件20的主體部21的下表面成為散熱面)。第一散熱構(gòu)件41的形狀等能夠適當變更。為了提高散熱效率，也可以在第一散熱構(gòu)件41的外側(cè)設(shè)置翅片等。

電子元件30是安裝于基板10·導電構(gòu)件20組的元件，具有元件主體31以及端子部。在基板10·導電構(gòu)件20組安裝有多個電子元件30。如圖3以及圖4所示，特定的電子元件30的至少一個端子穿過形成于基板10的開口11而經(jīng)由焊錫等導電性材料與導電構(gòu)件20的主體部21電連接并且物理連接。作為這樣的端子的一部分與導電構(gòu)件20的主體部21電連接的端子，能夠例示晶體管(fet)。晶體管的漏極端子32以及源極端子33穿過開口11而與導電構(gòu)件20的主體部21電連接，柵極端子34與基板10的導電圖案(焊盤)電連接。此外，供漏極端子32連接的主體部21的單獨獨立的部分與供源極端子33連接的主體部21的單獨獨立的部分不同。這樣，在安裝于基板10·導電構(gòu)件20組的電子元件30中的至少一部分中，其至少一個端子與導電構(gòu)件20電連接。

此外，也可以存在全部的端子與形成于基板10的導電圖案直接電連接的電子元件30(至少一個端子沒有與導電構(gòu)件20直接電連接)。另外，只要導電構(gòu)件20固定于基板10，并且構(gòu)建與由形成于基板10的導電圖案構(gòu)成的導電路不同的其它的導電路，則其具體結(jié)構(gòu)能夠適當變更。

第二散熱構(gòu)件42(與本發(fā)明中的散熱構(gòu)件相當)位于基板10上的一面10a側(cè)(上側(cè))。在本實施方式中，基板10、導電構(gòu)件20的主體部21、第一散熱構(gòu)件41以及第二散熱構(gòu)件42被設(shè)為彼此相互平行?；?0位于第一散熱構(gòu)件41及導電構(gòu)件20的主體部21與第二散熱構(gòu)件42之間，第一散熱構(gòu)件41及導電構(gòu)件20的主體部21與第二散熱構(gòu)件42對置。在第二散熱構(gòu)件42上，直接或者間接地接觸上述導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22的頂端部222(直接接觸的情況、間接接觸的情況均與本發(fā)明中的接觸相當)。在本實施方式中，為了確保延伸設(shè)置部22(導電構(gòu)件20的主體部21)與第二散熱構(gòu)件42的絕緣，經(jīng)由導熱性高的絕緣材料421將延伸設(shè)置部22的頂端部222與第二散熱構(gòu)件42接合起來。換句話說，延伸設(shè)置部22與第二散熱構(gòu)件42經(jīng)由該導熱性高的絕緣材料421間接地接觸。第二散熱構(gòu)件42的形狀等能夠適當變更。為了提高散熱效率，也可以在第二散熱構(gòu)件42的外側(cè)設(shè)置翅片等。

第二散熱構(gòu)件42隔開規(guī)定的間隔與基板10的一面10a對置，該間隔大于在基板10·導電構(gòu)件20組中安裝的電子元件30中的高度(上下方向長度)最大的元件的高度。因此，第二散熱構(gòu)件42不會與任意的電子元件30接觸。

另外，本實施方式中的延伸設(shè)置部22被設(shè)為通過基板10的外側(cè)(比基板10的外緣靠外側(cè))。換句話說，延伸設(shè)置部22不會與基板10的一面10a交叉。由此，構(gòu)建在基板10上的電路與延伸設(shè)置部22不會發(fā)生短路。

第一散熱構(gòu)件41與第二散熱構(gòu)件42由構(gòu)成單元的側(cè)壁的外殼構(gòu)件50一體化。換句話說，本實施方式所涉及的基板單元1采用如下構(gòu)造：下壁的至少一部分由第一散熱構(gòu)件41構(gòu)成，上壁的至少一部分由第二散熱構(gòu)件42構(gòu)成，側(cè)壁由外殼構(gòu)件50構(gòu)成。但是，如圖5所示，也可以設(shè)為第一散熱構(gòu)件41不僅構(gòu)成下壁并且構(gòu)成側(cè)壁的構(gòu)造。另外，如圖6所示，也可以設(shè)為第二散熱構(gòu)件42不僅構(gòu)成上壁并且構(gòu)成側(cè)壁的構(gòu)造。換句話說，也可以設(shè)為不使用外殼構(gòu)件50的構(gòu)造。

本實施方式所涉及的基板單元1能夠例如像以下那樣組裝(針對工序(1)而參照圖7。針對工序(2)～(4)而參照圖8)。

·工序(1)

獲得在基板10與導電構(gòu)件20上安裝電子元件30而成的基板10·導電構(gòu)件20組(安裝電子元件30的時機、方法也可以是任意的)。此外，可以在接合基板10與導電構(gòu)件20之后彎曲延伸設(shè)置部22(形成頂端部222)，也可以在預(yù)先使延伸設(shè)置部22彎曲之后接合基板10與導電構(gòu)件20(只要適當選擇容易進行接合作業(yè)的方法即可)。

·工序(2)

將第一散熱構(gòu)件41固定于外殼構(gòu)件50。由此，獲得第一散熱構(gòu)件41·外殼構(gòu)件50組。

·工序(3)

將基板10·導電構(gòu)件20組組裝于第一散熱構(gòu)件41·外殼構(gòu)件50組。換句話說，經(jīng)由具有高導熱性的絕緣材料411將導電構(gòu)件20與第一散熱構(gòu)件41接合。由此，接合第一散熱構(gòu)件41，獲得基板10·導電構(gòu)件20·第一散熱構(gòu)件41·外殼構(gòu)件50組。

·工序(4)

將第二散熱構(gòu)件42組裝于基板10·導電構(gòu)件20·第一散熱構(gòu)件41·外殼構(gòu)件50組。換句話說，將第二散熱構(gòu)件42固定于外殼構(gòu)件50，并且將導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22經(jīng)由具有高導熱性的絕緣材料421而與第二散熱構(gòu)件42接合。由此，獲得基板單元1。

此外，能夠更換上述(2)工序與(3)工序的順序。

如以上說明那樣，本實施方式所涉及的基板單元1中，由于導電構(gòu)件20具有的延伸設(shè)置部22與第二散熱構(gòu)件42接觸，因此從驅(qū)動的電子元件30產(chǎn)生的熱量(特別是從功率半導體那樣的發(fā)熱量大的電子元件30產(chǎn)生的熱量)、通過對電路通電而從基板10、導電構(gòu)件20產(chǎn)生的熱量的至少一部分通過導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22而向第二散熱構(gòu)件42傳遞，從該第二散熱構(gòu)件42散熱。換句話說，作為散熱的路線，在經(jīng)由第一散熱構(gòu)件41的路線之外，增加經(jīng)由第二散熱構(gòu)件42的路線，因此散熱效率比以往高。然后，由于向該第二散熱構(gòu)件42傳遞熱量的路線由導電構(gòu)件20(延伸設(shè)置部22)構(gòu)成，因此不需要搭載用于向第二散熱構(gòu)件42傳遞熱量的新的其它構(gòu)件，抑制成本的增加。

特別是，本實施方式所涉及的基板單元1通常設(shè)置為基板10的一面10a朝上。該情況下，第二散熱構(gòu)件42位于單元的上側(cè)。換句話說，與以往相比而來自單元上側(cè)的散熱量增大，因此作為單元整體的散熱效率提高。

另外，在本實施方式所涉及的基板單元1中，第二散熱構(gòu)件42不會與電子元件30接觸。因此，與使第二散熱構(gòu)件42同電子元件30接觸的構(gòu)造相比，抑制電子元件30所產(chǎn)生的應(yīng)力的增加。

另外，本實施方式中的導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22設(shè)置為通過基板10的外側(cè)。因此，不需要在基板10上設(shè)置供延伸設(shè)置部22穿過的孔等。

以上，針對本發(fā)明的實施方式進行了詳細說明，本發(fā)明不受上述實施方式的任何限定，能夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種改變。

例如，在上述實施方式中，說明了將導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22設(shè)置為通過基板10的外側(cè)，但也可以如圖9所示，將延伸設(shè)置部22設(shè)置為與基板10交叉。在基板10上形成與延伸設(shè)置部22數(shù)目相同的貫通孔12(也可以是狹縫)，延伸設(shè)置部22穿過該貫通孔12。若想要盡可能地減小貫通孔12的大小，則在基板10與導電構(gòu)件20一體化之前的狀態(tài)下將延伸設(shè)置部22預(yù)先設(shè)為直線狀，在穿過貫通孔12之后，使延伸設(shè)置部22的頂端側(cè)的一部分彎曲。這樣一來，能夠?qū)⒇炌?2的大小設(shè)為比延伸設(shè)置部22的粗細度稍大(比延伸設(shè)置部22的外緣大一圈)的程度。

由于該延伸設(shè)置部22被設(shè)為與基板10交叉，因此能夠固定于基板10。具體來說，與電子元件30同樣地，能夠利用釬焊等固定于基板10。在這種情況下，各電子元件30與延伸設(shè)置部22不會經(jīng)由形成于基板10的導電圖案電連接。延伸設(shè)置部22的固定能夠通過與電子元件30的安裝工序(例如基于回流焊的安裝工序)相同的工序來進行。

這樣，若將導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22設(shè)置為貫穿基板10，則實現(xiàn)單元的小型化。而且，通過設(shè)為貫穿基板10的延伸設(shè)置部22固定于該基板10的構(gòu)造，能夠使基板10與導電構(gòu)件20的接合變得更穩(wěn)固。另外，由于通過固定于基板10來限制延伸設(shè)置部22的移動，因此能夠減少在延伸設(shè)置部22與第二散熱構(gòu)件42的連接部分產(chǎn)生的應(yīng)力。

另外，在上述實施方式中，說明了設(shè)有在導電構(gòu)件20的主體部21的下側(cè)固定的第一散熱構(gòu)件41，但如上述那樣，也可以構(gòu)成為不設(shè)置第一散熱構(gòu)件41，而使導電構(gòu)件20的主體部21本身作為用于提高散熱性能的構(gòu)件而發(fā)揮功能。具體來說，通過設(shè)為導電構(gòu)件20的主體部21的至少一部分在單元的下側(cè)露出的構(gòu)造，產(chǎn)生的熱量的至少一部分經(jīng)過導電構(gòu)件20而從單元的下側(cè)釋放出。在這種情況下，產(chǎn)生的熱量的至少一部分還從延伸設(shè)置部22向第二散熱構(gòu)件42傳遞，經(jīng)由該第二散熱構(gòu)件42從單元的上側(cè)釋放出。

在上述實施方式中，說明了延伸設(shè)置部22與在基板10的一面10a側(cè)設(shè)置的第二散熱構(gòu)件42(構(gòu)成單元的上壁的至少一部分的第二散熱構(gòu)件42)接觸，但也可以是如圖5、圖6所示的構(gòu)造那樣設(shè)為由散熱構(gòu)件構(gòu)成側(cè)壁的構(gòu)造的情況，或者如圖10所示構(gòu)成為延伸設(shè)置部22與該散熱構(gòu)件中的構(gòu)成側(cè)壁的部分直接或者間接地接觸。另外，也可以構(gòu)成為具有與構(gòu)成上壁的部分直接或者間接地接觸的延伸設(shè)置部22、以及與構(gòu)成側(cè)壁的部分直接或者間接地接觸的延伸設(shè)置部22。換句話說，只要是為了提高來自與基于在導電構(gòu)件20的主體部21上固定的第一散熱構(gòu)件41或該主體部21本身的散熱路線(散熱方向)不同的路線的散熱性能而使用延伸設(shè)置部22的結(jié)構(gòu)即可。

在上述實施方式中，導電構(gòu)件20的延伸設(shè)置部22與第二散熱構(gòu)件42經(jīng)由導熱性高的絕緣材料421進行接合(經(jīng)由導熱性高的絕緣材料間接地接觸)，但在也可以不確保該絕緣的情況(例如，在導電構(gòu)件20上僅形成一個延伸設(shè)置部22的情況)下，也可以設(shè)為延伸設(shè)置部22的頂端部222與第二散熱構(gòu)件42直接接觸的構(gòu)造(沒有確保上述絕緣的構(gòu)造)。