專利名稱：電動機控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變頻器裝置或伺服放大器等電動機控制裝置，尤其涉及功率半導(dǎo)體元件相對于基板的定位、安裝結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
電動機控制裝置，例如變頻器裝置由于采用了發(fā)熱量大的功率半導(dǎo)體元件，因此通過使功率半導(dǎo)體元件與散熱器緊密貼合用以提高冷卻効果(例如參照專利文獻1)。
現(xiàn)有的電動機控制裝置，例如變頻器裝置的結(jié)構(gòu)如圖4及圖5所示。
在圖4及圖5中，11表示散熱器，例如，在其四個角上設(shè)有凸臺12c，在上述凸臺12c上配置有第1基板14。在上述基板14的下面安裝有IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等功率半導(dǎo)體元件13。另外，上述功率半導(dǎo)體元件13通過螺釘16安裝為緊密貼合在散熱器11的上面。
柱狀螺栓12d和螺釘16夾著上述基板14螺合于上述凸臺12c。而且在上述柱狀螺栓12d的上面和設(shè)置在上述基板14上面的基板安裝座14c上配置第2基板15。
在如此結(jié)構(gòu)下，功率半導(dǎo)體元件13在第1基板14上的定位、安裝如下所示。
首先，在散熱器1的上表面，使用螺釘18臨時固定功率半導(dǎo)體元件13。
然后，將功率半導(dǎo)體元件13的端子與第1基板14的孔(未圖示)對正，確認基板14的螺釘通孔14a與凸臺12c的位置是否對正。如果螺釘通孔14a與凸臺12c的位置沒有對正，則通過挪移功率半導(dǎo)體元件13來進行位置修正。如果螺釘通孔14a與凸臺12c的位置已經(jīng)對正，或經(jīng)修正功率半導(dǎo)體元件13的位置，基板14的安裝孔與凸臺12c的位置已對正的情況下，則可利用螺釘16和柱狀螺栓12d將基板14擰緊固定在凸臺12c上。此后，用螺絲刀穿過設(shè)置在基板14上的螺釘擰緊孔14d正式擰緊螺釘18，將功率半導(dǎo)體元件13牢靠地固定在散熱器11的上表面。
上述基板14擰緊固定在凸臺12c上之后，將功率半導(dǎo)體元件13的端子焊接于基板14。
上述功率半導(dǎo)體元件13的端子焊接在基板14上之后，使用螺釘17將第2基板15固定在上述柱狀螺栓12d的上面和上述基板14上所設(shè)置的基板安裝座14c的上面。
專利文獻1日本國特開平11-346477號公報發(fā)明內(nèi)容但是，在如此結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)中，需要將功率半導(dǎo)體元件臨時固定在散熱器上，將功率半導(dǎo)體元件的端子與基板的孔對正后再擰緊螺釘、固定基板，于是，將出現(xiàn)以下問題(1)功率半導(dǎo)體元件的端子與基板孔的對正作業(yè)花費時間。
(2)由于需要在基板安裝完成后擰緊固定功率半導(dǎo)體元件，所以必須在基板上設(shè)置螺釘擰緊用孔，從而使基板變大。
本發(fā)明即可解決如此問題，目的在于提供一種不需要功率半導(dǎo)體元件與基板的對正作業(yè)，可以提高組裝效率的電動機控制裝置。
為了解決上述問題，本發(fā)明的構(gòu)成如下。
權(quán)利要求1所述發(fā)明的特征在于其為與散熱器緊密貼合的功率半導(dǎo)體元件安裝在第1基板上所構(gòu)成的電動機控制裝置，在上述散熱器與上述基板之間夾著定位件，將上述功率半導(dǎo)體元件定位安裝在上述定位件內(nèi)。
權(quán)利要求2所述發(fā)明的特征在于在上述定位件內(nèi)，設(shè)有配合上述功率半導(dǎo)體元件的配合部。
權(quán)利要求3所述發(fā)明的特征在于上述配合部是孔。
權(quán)利要求4所述發(fā)明的特征在于上述孔的周壁隔斷上述功率半導(dǎo)體元件側(cè)部突出的端子與上述散熱器之間的空間。
權(quán)利要求5所述發(fā)明的特征在于上述功率半導(dǎo)體元件在其側(cè)部未突出端子、與對應(yīng)于上述側(cè)部的孔的側(cè)壁之間形成有空間，同時形成有從上述孔的側(cè)壁朝向空間的突起。
權(quán)利要求6所述發(fā)明的特征在于將上述突起設(shè)置在防止由于使用螺釘固定時的擰緊力矩而功率半導(dǎo)體元件轉(zhuǎn)動的部分。
權(quán)利要求7所述發(fā)明的特征在于上述突起的高度與功率半導(dǎo)體元件的高度基本一致。
權(quán)利要求8所述發(fā)明的特征在于上述基板安裝于上述定位件上。
權(quán)利要求9所述發(fā)明的特征在于上述定位件是具有隔熱性的樹脂。
權(quán)利要求10所述發(fā)明的特征在于上述第1基板配置在上述定位件的側(cè)壁處，且在上述側(cè)壁的上部形成多個凸臺，并至少將第2基板配置在上述凸臺上。
權(quán)利要求11所述發(fā)明的特征在于在上述第2基板上形成用于將第3基板配置在第3基板用的凸臺上的凸臺貫穿部，同時使第3基板用的凸臺穿過上述凸臺貫穿部，將第3基板配置在第3基板用的凸臺上。
權(quán)利要求12所述發(fā)明的特征在于上述凸臺貫穿部是形成在第2基板上的缺口或孔。
根據(jù)本發(fā)明，可以具有以下效果。
(1)根據(jù)權(quán)利要求1～3、5～8所述的發(fā)明，功率半導(dǎo)體元件對于第1基板的定位能夠簡單進行，可以不需要功率半導(dǎo)體元件的端子與第1基板的孔的對正作業(yè)。而且，由于定位用零件僅使用定位件即可，從而可以減少零件數(shù)量。
(2)根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)明，可以確保第1基板與功率半導(dǎo)體元件的絕緣距離，使裝置小型化。
(3)根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)明，由于可以防止來自散熱器的輻射熱，從而可以縮短第1基板與散熱器之間的距離，使裝置小型化。
(4)根據(jù)權(quán)利要求10～12所述的發(fā)明，可以通過簡單的構(gòu)成將多塊基板配置在散熱器上。


圖1表示本發(fā)明的電動機控制裝置的立體圖。
圖2表示圖1中的電動機控制裝置的分解立體圖。
圖3表示圖1中的定位件，(a)是平面圖，(b)是正面圖。
圖4表示現(xiàn)有技術(shù)中的電動機控制裝置的立體圖。
圖5圖4中電動機控制裝置的分解立體圖。
符號說明1 散熱器1a 散熱片1b 定位孔1c 螺釘孔2 定位件2a 定位突起2b 周緣部2c 第1凸臺2d 第2凸臺2e 配合部(孔)2f 突起3 功率半導(dǎo)體元件4 第1基板4a 螺釘通孔4b 缺口4c 支撐座5 第2基板5a 螺釘通孔6 第1基板固定用螺釘7 第2基板固定用螺釘8 功率半導(dǎo)體元件固定用螺釘
11 散熱器12c 凸臺12d 柱狀螺栓13 功率半導(dǎo)體元件14 第1基板14a 螺釘通孔14c 基板安裝座14d 螺釘擰緊用孔15 第2基板16 第1基板固定用螺釘17 第2基板固定用螺釘18 功率半導(dǎo)體元件固定用螺釘具體實施方式
以下參照圖說明本發(fā)明的實施例。
實施例圖1為表示本發(fā)明的電動機控制裝置立體圖。圖2為圖1中電動機控制裝置的分解立體圖。圖3表示圖1中的定位件，(a)是平面圖，(b)是正面圖。
在圖1至圖3中，1表示散熱器，2表示由如熱傳導(dǎo)率差的樹脂所構(gòu)成的一體化定位件，3表示IGBT等功率半導(dǎo)體元件，多個端子從其側(cè)部橫向突出，且在中途向上彎曲延伸。4表示第1基板，5表示第2基板。
上述散熱器1例如為長方體，上表面為平面狀，下表面形成有散熱片1a。在散熱器的上表面，設(shè)有多個螺釘孔，其為用于將上述定位件2進行定位的定位孔1b，以及用于將定位件2和功率半導(dǎo)體元件3安裝在散熱器1上的螺釘孔1c。
上述定位件2是配置在上述散熱器1上表面的零件，由與上述散熱器1同樣大小或較小的如長方體所構(gòu)成(在本實施例中比散熱器1小)。在上述定位件2的下表面，在對應(yīng)于上述散熱器1的定位孔1b的位置上設(shè)有定位突起2a。而且，在其上表面周緣部2b的對角線或幾乎呈對角線的兩點上，設(shè)有第1凸臺2c，該第1凸臺2c與周緣部2b的上表面具有相同高度的平面。在另外的對角線或幾乎呈對角線的兩點上，設(shè)有第2凸臺2d，該第2凸臺2d具有高于周緣部2b上表面的平面。上述第1凸臺2c用于通過螺釘6擰緊固定第1基板4，第2凸臺2d用于通過螺釘7擰緊固定第2基板5。另外，在上述定位件2內(nèi)設(shè)有用于定位各功率半導(dǎo)體元件3的配合部2e。上述配合部2e例如由形成在定位件2上的孔或缺口所構(gòu)成(實施例中為孔)。
上述功率半導(dǎo)體元件3插入由孔構(gòu)成的配合部2e中進行定位安裝，上述孔的周壁高度比周緣部2b低，以使周壁可以插入從上述功率半導(dǎo)體元件3的側(cè)部突出的端子的下方。由此，上述孔的周壁將隔斷功率半導(dǎo)體元件3的端子與散熱器1之間的空間，從而提高功率半導(dǎo)體元件3的端子與散熱器1的絕緣性。
另外，與功率半導(dǎo)體元件3的沒有端子側(cè)相對的上述定位件2的配合部2e的周壁與功率半導(dǎo)體元件3的側(cè)部分離，功率半導(dǎo)體元件3與周壁之間形成一個空間，同時，從上述配合部2e的周壁朝向該空間形成至少一個(本實施例中為兩個)突起2f。上述突起2f用于功率半導(dǎo)體元件3的定位，其位置形成在用螺釘8擰緊固定功率半導(dǎo)體元件3時，能夠防止擰緊時功率半導(dǎo)體元件3轉(zhuǎn)動錯位的位置。也就是說，設(shè)置在可以防止由于螺釘8擰緊時的力矩而使功率半導(dǎo)體元件3轉(zhuǎn)動的位置上。具體地說，當(dāng)按順時針方向擰緊螺釘8時，功率半導(dǎo)體元件3也將與螺釘8一起被帶動轉(zhuǎn)動，該位置即是此時功率半導(dǎo)體元件3的側(cè)部將較強地接觸到的配合部周壁的部分。由于該部分設(shè)有突起2f，所以可以阻止功率半導(dǎo)體元件的轉(zhuǎn)動，不會產(chǎn)生錯位。
上述第1基板4在對應(yīng)于上述第1凸臺2c的位置上形成有螺釘通孔4a，上述第1基板4配置在上述定位件2的周緣部2b與第1凸臺2c上，通過螺釘6固定在上述第1凸臺2c上。上述第1基板4的高度方向的定位通過上述第1凸臺2c來實現(xiàn)。
在上述第1基板4的上方，隔著間隔配置有第2基板5，由于用于配置第2基板5的第2凸臺2d形成在上述定位件2上，因此，為了避免妨礙上述第2凸臺2d，第1基板4上設(shè)有缺口4b。
另外，在第1基板4的上表面，設(shè)有用于支撐第2基板5的支撐座4c。
上述第2基板5在對應(yīng)于上述第2凸臺2d的位置上以及對應(yīng)于支撐座4c的位置上形成有螺釘通孔5a，上述第2基板5配置在第2凸臺2d以及支撐座4c上，通過螺釘7固定在上述第2凸臺2d以及支撐座4c上。上述第2基板5的高度方向的定位通過上述第2凸臺2d以及支撐座4c來實現(xiàn)。
在如此構(gòu)成下，功率半導(dǎo)體元件3定位、安裝于第1基板4的步驟如下所示。
首先，在散熱器1的上表面配置定位件2，此時，將定位件2下表面形成的定位突起2a插入散熱器的定位孔1b內(nèi)進行定位。在此狀態(tài)下，將各功率半導(dǎo)體元件3分別插入相應(yīng)的配合部2e，使螺釘8穿過功率半導(dǎo)體元件3后擰入散熱器1的螺釘孔1c內(nèi)，將功率半導(dǎo)體元件3固定在散熱器1上。
其次，將缺口4b與定位件2的第2凸臺2d配合對正，將第1基板4配置在第1凸臺2c的上表面以及周緣部2b的上表面。此時，由于各功率半導(dǎo)體元件3的端子與第1基板4的孔位置相互吻合，所以功率半導(dǎo)體元件3的端子可以順利插入第1基板4的孔內(nèi)。
將第1基板4配置在第1凸臺2c的上表面以及周緣部2b的上表面后，使螺釘6穿過第1基板4的螺釘通孔4a與第1凸臺2c的螺釘通孔，并螺合于散熱器1的螺釘孔1c內(nèi)，將第1基板4通過定位件2固定在散熱器1上。在此狀態(tài)下，將功率半導(dǎo)體元件3的端子焊接在第1基板4上。
另外，在第1基板4固定于散熱器1上之后，將第2基板5配置在第2凸臺2d的上表面以及設(shè)于第1基板4上的支撐座4c的上表面，使螺釘7穿過第2基板5的螺釘通孔5a和第2凸臺2d的螺釘通孔后，螺合于散熱器1的螺釘孔1c內(nèi)。同時，使其它的螺釘7穿過第2基板5的螺釘通孔5a后，螺合于支撐座4c的螺釘孔內(nèi)，將第2基板5通過定位件2固定在散熱器1上。此時，由于螺釘7被樹脂制的第2凸臺2d所覆蓋，所以可以確保與第1基板4的絕緣距離。
在本發(fā)明中，基板也可以只是一塊，雖然未圖示說明，還可以在第2凸臺2d上配置的第2基板5上形成凸臺貫穿部，使形成在定位件2上的第3凸臺穿過上述凸臺貫穿部，將第3塊基板即第3基板配置在上述第3凸臺上。
對于本發(fā)明中的電動機控制裝置，由于在散熱器與基板之間夾有配合定位功率半導(dǎo)體元件的定位件，其具有以下作用與效果。
(1)僅將功率半導(dǎo)體元件3插入定位件的配合部，即可簡單地進行功率半導(dǎo)體元件相對于第1基板的定位。由此，可以免除以前非常繁瑣的功率半導(dǎo)體元件的端子與第1基板的對正作業(yè)。同時，定位零件只需要定位件即可，所以可以削減零件數(shù)量。
(2)因為定位件由絕緣材料構(gòu)成，所以即使第1基板與功率半導(dǎo)體元件的間隔不大，也可以通過定位件充分確保絕緣距離。因此可以使裝置小型化。
(3)由于定位件是采用熱傳導(dǎo)率差的樹脂制造的，因此可通過散熱器與基板之間夾有定位件，防止來自散熱器的輻射熱。因此可以縮短基板與散熱器的距離，使裝置小型化，同時通過簡單的結(jié)構(gòu)將多塊基板配置在散熱器上。
本發(fā)明可以應(yīng)用于電動機控制裝置的制造、供給領(lǐng)域，尤其適用于變頻器裝置或伺服放大器等電動機控制裝置，可以免除功率半導(dǎo)體元件與基板的對正作業(yè)，提高組裝效率。
權(quán)利要求
1.一種電動機控制裝置，其為與散熱器緊密貼合的功率半導(dǎo)體元件安裝在第1基板上所構(gòu)成的電動機控制裝置，其特征在于在上述散熱器與上述基板之間夾著定位件，將上述功率半導(dǎo)體元件定位安裝在上述定位件內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于在上述定位件內(nèi)，設(shè)有配合上述功率半導(dǎo)體元件的配合部。
3.如權(quán)利要求2所述的電動機控制裝置，其特征在于上述配合部是孔。
4.如權(quán)利要求3所述的電動機控制裝置，其特征在于上述孔的周壁隔斷上述功率半導(dǎo)體元件側(cè)部突出的端子與上述散熱器之間的空間。
5.如權(quán)利要求3所述的電動機控制裝置，其特征在于上述功率半導(dǎo)體元件在其側(cè)部未突出端子、與對應(yīng)于上述側(cè)部的孔的側(cè)壁之間形成有空間，同時形成有從上述孔的側(cè)壁朝向空間的突起。
6.如權(quán)利要求5所述的電動機控制裝置，其特征在于將上述突起設(shè)置在防止由于使用螺釘固定時的擰緊力矩而功率半導(dǎo)體元件轉(zhuǎn)動的部分。
7.如權(quán)利要求5所述的電動機控制裝置，其特征在于上述突起的高度與功率半導(dǎo)體元件的高度基本一致。
8.如權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于上述基板安裝在上述定位件上。
9.如權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于上述定位件是具有隔熱性的樹脂。
10.如權(quán)利要求1所述的電動機控制裝置，其特征在于上述第1基板配置在上述定位件的側(cè)壁處，且在上述側(cè)壁的上部形成多個凸臺，并至少將第2基板配置在上述凸臺上。
11.如權(quán)利要求10所述的電動機控制裝置，其特征在于在上述第2基板上形成用于將第3基板配置在第3基板用的凸臺上的凸臺貫穿部，同時使第3基板用的凸臺穿過上述凸臺貫穿部，將第3基板配置在第3基板用的凸臺上。
12.如權(quán)利要求11所述的電動機控制裝置，其特征在于上述凸臺貫穿部是形成在第2基板上的缺口或孔。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動機控制裝置，其可以免除功率半導(dǎo)體元件在基板上的定位作業(yè)，提高組裝效率。具體而言，在與散熱器(1)緊密貼合的功率半導(dǎo)體元件(3)安裝于第1基板(4)上所構(gòu)成的電動機控制裝置中，在散熱器(1)與基板(4)之間，夾著內(nèi)部具有由孔構(gòu)成的功率半導(dǎo)體元件(3)的配合部(2e)的定位件(2)，將功率半導(dǎo)體元件(3)定位安裝在定位件(2)內(nèi)。而且，孔的周壁隔斷功率半導(dǎo)體元件(3)側(cè)部突出的端子與散熱器(1)之間的空間。
文檔編號H05K1/14GK1969448SQ200580019718
公開日2007年5月23日 申請日期2005年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月24日
發(fā)明者岡山秀治, 磯本健二, 野原修平, 小俁敏雄 申請人:株式會社安川電機