專利名稱：電子電路裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子電路裝置，這種電子電路裝置在其電路基板上安裝有變頻器控制設(shè)備等中所使用的IPM(智能功率組件)等半導(dǎo)體元件，具有能對半導(dǎo)體元件的溫度進(jìn)行檢測、并執(zhí)行保護(hù)操作的功能。
背景技術(shù)：
近年來，使用變頻器控制的設(shè)備如電冰箱等不斷涌現(xiàn)。在這些設(shè)備中的變頻器電路中，一般都設(shè)有通過將電機(jī)等變頻器驅(qū)動電路及驅(qū)動電路的過電流保護(hù)電路組裝入1個組件中而形成的IPM半導(dǎo)體元件。
在這些變頻器設(shè)備等的電子電路裝置中，當(dāng)用于執(zhí)行驅(qū)動操作的半導(dǎo)體元件的溫度升高時，需要進(jìn)行對其溫度進(jìn)行檢測、降低載波頻率等保護(hù)控制。
作為半導(dǎo)體元件的溫度檢測方法，有人提出過一種通過自動插裝機(jī)來完成溫度傳感器的安裝、從而節(jié)省專門用于實(shí)現(xiàn)安裝的配件的方法。具體為，在用于安裝半導(dǎo)體元件的印刷電路銅箔圖案中，專門以印刷電路銅箔圖案的形式形成一個呈拉長形狀的溫度傳感器安裝區(qū)域；在安裝溫度傳感器時，使溫度傳感器的感熱部分與溫度傳感器安裝區(qū)域進(jìn)行緊密接觸(其中的一例可參考日本專利公報特開平10-48057號)。
下面參照附圖對上述的現(xiàn)有電子電路裝置進(jìn)行描述。
圖6為上述的日本專利公報特開平10-48057號中的現(xiàn)有電子電路裝置的斜視圖，圖7為該現(xiàn)有電子電路裝置的電路框圖。
如圖6及圖7中所示，電子電路裝置1由半導(dǎo)體元件2、印刷電路基板3、散熱板4、安裝螺絲5、溫度傳感器6和操作控制裝置7構(gòu)成。
半導(dǎo)體元件2被用作如電機(jī)等的驅(qū)動元件，由于要流過大電流，故在其操作過程中會放出熱量。當(dāng)半導(dǎo)體元件2的溫度變得過高時，半導(dǎo)體元件2將會引起熱損壞，造成故障。因此，對半導(dǎo)體元件2要進(jìn)行適當(dāng)?shù)纳?，通常采取的方法是使半?dǎo)體元件2通過安裝螺絲5安裝成與散熱板4緊密貼合，同時再安裝到印刷電路板3上。
半導(dǎo)體元件2在印刷電路板3上的安裝及電連接通過以下的方式進(jìn)行。即，先將半導(dǎo)體元件2上的多個半導(dǎo)體端子2a插入到形成在印刷電路板3上的多個安裝孔3a上，再將形成在安裝孔3a周圍的多個銅箔圖案3b和半導(dǎo)體端子2a進(jìn)行焊接。
印刷電路板3上比方說在中心附近的銅箔圖案3b中，形成一個呈被拉長了的形狀、寬度較寬的傳感器安裝區(qū)3c，溫度傳感器6在印刷電路板3上被安裝成與這一傳感器安裝3c相接觸。
另外，印刷電路板3上還安裝有操作控制裝置7，該操作控制裝置7用于對半導(dǎo)體元件2的操作進(jìn)行控制，同時還根據(jù)溫度傳感器6檢測到的溫度對半導(dǎo)體元件2進(jìn)行保護(hù)操作。
電子電路裝置1的外部連接有由半導(dǎo)體元件2加以驅(qū)動的負(fù)載如電機(jī)8等。
下面對具有以上構(gòu)成的電子電路裝置中的操作情況進(jìn)行描述。
半導(dǎo)體元件2根據(jù)來自操作控制裝置7的指令進(jìn)行操作，進(jìn)而對電機(jī)8進(jìn)行驅(qū)動。半導(dǎo)體元件2在操作時會發(fā)出熱量，這些熱量由散熱板4進(jìn)行散熱，故正常情況下溫度不會達(dá)到規(guī)定值以上的高溫。但是，在比方說在高溫環(huán)境操作時、或者散熱板4的散熱效果由于某種原因受到妨礙而出現(xiàn)異常時，半導(dǎo)體元件2的溫度就會變得很高。
當(dāng)半導(dǎo)體元件2的溫度上升時，其半導(dǎo)體端子2a的溫度也隨之上升。這樣，與半導(dǎo)體端子2a相聯(lián)接的銅箔圖案3b及傳感器安裝區(qū)3c的溫度也會比正常時高。
由于溫度傳感器6被安裝成與傳感器安裝區(qū)3c的上表面相接觸，故傳感器安裝區(qū)3c的溫度上升時也會使溫度傳感器6的溫度上升。當(dāng)溫度傳感器6的溫度達(dá)到規(guī)定溫度以上時，操作控制裝置7將根據(jù)溫度傳感器6送出的信號進(jìn)行使半導(dǎo)體元件2的操作停止等保護(hù)操作。
但是，在上述的現(xiàn)有裝置構(gòu)成中，由于溫度傳感器6并不直接檢測半導(dǎo)體元件2的溫度，因此存在著以下問題，如電子電路裝置1的周圍溫度或空氣對流會造成半導(dǎo)體元件2和溫度傳感器6的溫度相關(guān)性發(fā)生變化，半導(dǎo)體元件2的保護(hù)停止溫度發(fā)生偏差，或者不能在適當(dāng)?shù)臏囟壬蠄?zhí)行保護(hù)操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，其目的在于提供一種能夠正確地檢測出半導(dǎo)體元件的溫度的電子電路裝置。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的電子電路裝置中的印刷電路板由主基板和立式副基板構(gòu)成，立式副基板上安裝有半導(dǎo)體元件和溫度傳感器，同時，用于使半導(dǎo)體元件發(fā)出的熱量進(jìn)行散熱的散熱板被設(shè)置成將立式副基板、溫度傳感器及半導(dǎo)體元件包圍起來，散熱板的內(nèi)側(cè)充填有將所述立式副基板、溫度傳感器及半導(dǎo)體元件覆蓋起來的灌封材料，同時，立式副基板及散熱板被安裝在主基板上。這樣，通過將半導(dǎo)體元件和溫度傳感器安裝在用于使半導(dǎo)體元件發(fā)出的熱量散熱的散熱板的內(nèi)側(cè)，并且充填進(jìn)灌封材料，可以產(chǎn)生減少半導(dǎo)體元件和溫度傳感器之間的溫度差的作用。
本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果如下。本發(fā)明的電子電路裝置能夠消除半導(dǎo)體元件和溫度傳感器之間的溫度差，從而可以提供能正確地檢測出半導(dǎo)體元件的溫度、可靠性高的電子電路裝置。
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
概述如下。本發(fā)明的方案1中所述的電子電路裝置中設(shè)有立式副基板；在所述立式副基板上安裝成正對著所述立式副基板且與所述立式副基板互相平行的半導(dǎo)體元件；安裝在所述立式副基板上的溫度傳感器；設(shè)置成將所述立式副基板及所述半導(dǎo)體元件包圍住的散熱板；設(shè)置在所述立式副基板的端部的基板端子；和充填在所述散熱板的內(nèi)側(cè)、將所述立式副基板和所述溫度傳感器及所述半導(dǎo)體元件覆蓋住的灌封材料。這樣，可以提供一種半導(dǎo)體元件和溫度傳感器之間的溫度差能夠減小、能正確地檢測出半導(dǎo)體元件的溫度、具有很高的可靠性的電子電路裝置。
本發(fā)明的方案2為，上述方案1中的溫度傳感器在所述立式副基板上安裝在與所述半導(dǎo)體元件相同的一側(cè)。這樣，溫度傳感器和半導(dǎo)體元件之間的距離可以拉近，除了方案1中所述的效果之外，可以提供一種能進(jìn)一步減小半導(dǎo)體元件和溫度傳感器之間的溫度差、更加正確地檢測出半導(dǎo)體元件的溫度、可靠性也能進(jìn)一步提高的電子電路裝置。
本發(fā)明的方案3為，方案1或2中所述的灌封材料為具有高熱傳導(dǎo)性的材料。這樣，半導(dǎo)體元件、散熱板和溫度傳感器相互之間的熱傳導(dǎo)性可以得到改善。在方案1或者2的效果上，可以提供一種能夠進(jìn)一步減小半導(dǎo)體元件和溫度傳感器之間的溫度差、更加正確地檢測出半導(dǎo)體元件的溫度、可靠性也能進(jìn)一步提高的電子電路裝置。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中的電子電路裝置的斜視圖，圖2為該實(shí)施例中的電子電路裝置的側(cè)視截面圖，圖3為該實(shí)施例中的電子電路裝置的電路框圖，圖4為該實(shí)施例中的立式副基板的斜視圖，圖5為該實(shí)施例中的散熱板的進(jìn)行折彎加工之前的斜視圖，
圖6為現(xiàn)有電子電路裝置的斜視圖，圖7為現(xiàn)有電子電路裝置的電路框圖。
上述附圖中，104為半導(dǎo)體元件，108為立式副基板，116為溫度傳感器，118為散熱板，122為灌封材料，130為基板端子。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖來對本發(fā)明的一些實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明是，這些實(shí)施例并不產(chǎn)生限制本發(fā)明的作用。
(實(shí)施例1)圖1本發(fā)明實(shí)施例1中的電子電路裝置的斜視圖，圖2為該實(shí)施例中的電子電路裝置的側(cè)視截面圖，圖3為該實(shí)施例中的電子電路裝置的電路框圖，圖4為該實(shí)施例中的立式副基板的斜視圖，圖5為該實(shí)施例中的散熱板在折彎加工之前的斜視圖。
在圖1至圖5中，電子電路裝置100中包括SIP(單列直插式組件)型IPM半導(dǎo)體元件104、立式副基板108、安裝螺絲110、螺母114、溫度傳感器116、操作控制裝置117、散熱板118、灌封材料122、主基板126和基板端子130。
下面對電子電路裝置的詳細(xì)構(gòu)成進(jìn)行說明。
半導(dǎo)體元件104上設(shè)有多個元件端子104c，安裝時，這些元件端子104c在立式副基板108和半導(dǎo)體元件104面對著且互相平行的狀態(tài)下被焊接在立式副基板108上。
半導(dǎo)體元件104通過安裝螺絲110及螺母114安裝成其金屬板與折彎成倒U字型的散熱板118緊密貼合。
在立式副基板108上，溫度傳感器116與半導(dǎo)體元件104安裝在同一側(cè)的安裝面上。另外，立式副基板108上還安裝有用于控制半導(dǎo)體元件104的操作并根據(jù)溫度傳感器116的溫度對半導(dǎo)體元件104進(jìn)行保護(hù)操作的操作控制裝置117。
散熱板118將立式副基板108及半導(dǎo)體元件104包圍住。這一散熱板118的U字型底面部分上設(shè)有定位部件亦即定位孔118a，同時，立式副基板108的端面上設(shè)有突起部108a，上述突起部108a被嵌入到定位孔118a。這樣，可以使散熱板118在組裝到立式副基板108上時實(shí)現(xiàn)定位。
此時，半導(dǎo)體元件104中的元件端子104c以朝著立式副基板108的突起部108a一側(cè)、亦即倒U字型散熱板118的底部(上方)一側(cè)的方式安裝到立式副基板108上。
另外，散熱板118的側(cè)端部設(shè)有基板支承部118b，通過將這些成對的基板支承部118b朝內(nèi)側(cè)進(jìn)行折彎加工，可以將立式副基板108夾住。
為了提高熱傳導(dǎo)率，在散熱板118的內(nèi)部填充著由含有無機(jī)質(zhì)填充劑的氨基甲酸乙脂樹脂構(gòu)成的灌封材料122，將半導(dǎo)體元件104、溫度傳感器116之間以及元件端子104c和立式副基板108之間的連接部分灌封、包覆住，使之不存在空隙。
立式副基板108及散熱板118被安裝在主基板126上，在立式副基板108中與設(shè)有突起部108a的端面相反一側(cè)的端面亦即主基板126側(cè)的端面上，安裝著多個基板端子130。立式副基板108和主基板126之間通過這些基板端子130實(shí)現(xiàn)電連接。此外，電子電路裝置100還與由半導(dǎo)體元件104加以驅(qū)動的外部設(shè)備如電機(jī)8進(jìn)行連接。
下面對具有上述構(gòu)成的電子電路裝置中的操作情況進(jìn)行說明。
半導(dǎo)體元件104在工作時會產(chǎn)生熱量，這樣的熱量由散熱板118進(jìn)行散熱，故正常情況下不會出現(xiàn)超過規(guī)定值的高溫。但是，在高溫環(huán)境下工作時、或者散熱板118的散熱受到某種原因的阻礙等場合下，半導(dǎo)體元件104的溫度就可能上升，超過正常的工作溫度范圍。
當(dāng)溫度傳感器116達(dá)到規(guī)定溫度(如半導(dǎo)體元件104的操作溫度范圍的上限溫度)或以上時，操作控制裝置117就使半導(dǎo)體元件104的操作停止。
由于溫度傳感器116設(shè)置在半導(dǎo)體元件104的附近、同時與半導(dǎo)體元件104一起被進(jìn)行熱傳導(dǎo)的散熱板118所包圍、且溫度傳感器116和半導(dǎo)體元件104及散熱板118之間的空間被充填了熱傳導(dǎo)性優(yōu)異的灌封材料122，因此，溫度傳感器116的溫度在任何使用環(huán)境下均與半導(dǎo)體元件104溫度基本相同。這樣，在半導(dǎo)體元件104的溫度出現(xiàn)異常上升的場合下，其溫度上升也能被正確地檢測出來。
這樣，在電子電路裝置100工作在高溫環(huán)境的場合下、以及散熱板118的散熱受到某種原因的阻礙等場合下，即使半導(dǎo)體元件104的溫度出現(xiàn)了異常的上升，也可以通過溫度傳感器116正確地檢測出半導(dǎo)體元件104的溫度，并在適當(dāng)?shù)臏囟壬线M(jìn)行使半導(dǎo)體元件104停止操作等保護(hù)措施，從而可以產(chǎn)生防止半導(dǎo)體元件104因溫度上升而損壞的效果。
另外，使用含有無機(jī)質(zhì)填充劑的氨基甲酸乙脂樹脂作為灌封材料122的話，可以產(chǎn)生如下效果提高灌封材料122的熱傳導(dǎo)率(加入無機(jī)質(zhì)填充劑之后，灌封材料122的熱傳導(dǎo)率從0.2W/m℃提高到0.8W/m℃左右)，半導(dǎo)體元件104和溫度傳感器116之間的溫度差可以進(jìn)一步減少，半導(dǎo)體元件104的溫度也可以更加正確地檢測出來。
另外，由于能夠使半導(dǎo)體元件104發(fā)出的熱量更加擴(kuò)散，還可以達(dá)到減少散熱板118的體積、提高半導(dǎo)體元件104的可靠性等其它效果。
再者，由于通過灌封材料122將半導(dǎo)體元件104的元件端子104c和立式副基板108的電氣連接部覆蓋了起來，構(gòu)成灰塵等無法從外部侵入的構(gòu)造，還可以產(chǎn)生端子間的距離較短、即使無法保證規(guī)定的絕緣距離的半導(dǎo)體元件也可以采用的輔助效果。
綜上所述，本發(fā)明中的電子電路裝置可以正確地檢測出半導(dǎo)體元件的溫度，能在適當(dāng)?shù)臏囟壬线M(jìn)行保護(hù)操作，而且可以提高電子電路裝置的可靠性。因此，本發(fā)明不但可以使用在變頻器控制設(shè)備中，還可以適用在使用半導(dǎo)體元件的其它電子電路裝置中。
權(quán)利要求
1.一種電子電路裝置，其特征在于包括立式副基板；在所述立式副基板上安裝成正對著所述立式副基板且與所述立式副基板互相平行的半導(dǎo)體元件；安裝在所述立式副基板上的溫度傳感器；設(shè)置成將所述立式副基板及所述半導(dǎo)體元件包圍住的散熱板；設(shè)置在所述立式副基板的端部的基板端子；和充填在所述散熱板的內(nèi)側(cè)、將所述立式副基板和所述溫度傳感器及所述半導(dǎo)體元件覆蓋住的灌封材料。
2.如權(quán)利要求1中所述的電子電路裝置，其特征在于所述溫度傳感器在所述立式副基板上安裝在與所述半導(dǎo)體元件相同的一側(cè)。
3.如權(quán)利要求1或者2中所述的電子電路裝置，其特征在于所述灌封材料為具有高熱傳導(dǎo)性的材料。
全文摘要
本發(fā)明為一種在電路基板上安裝有變頻器控制機(jī)器等使用的IPM等半導(dǎo)體元件、對半導(dǎo)體元件的溫度進(jìn)行檢測并進(jìn)行保護(hù)控制的電子電路裝置，且提供了一種能夠正確檢測半導(dǎo)體元件的溫度的電路裝置。其中，印刷電路板由立式副基板(108)和主基板(126)構(gòu)成，半導(dǎo)體元件(104)和溫度傳感器(116)安裝在立式副基板上，同時，用于使半導(dǎo)體元件發(fā)出的熱量進(jìn)行散熱的散熱板(118)被設(shè)置成將立式副基板、溫度傳感器及半導(dǎo)體元件包圍起來，并在散熱板的內(nèi)側(cè)充填灌封材料(122)，將所述立式副基板、溫度傳感器及半導(dǎo)體元件覆蓋起來。這樣，可以減少半導(dǎo)體元件和溫度傳感器之間的溫度差，正確地檢測出半導(dǎo)體元件的溫度。
文檔編號H05K1/00GK1773228SQ20051011628
公開日2006年5月17日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月10日
發(fā)明者德永成臣 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社