CN100525599C - 模块散热构造及使用该构造的控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种模块散热构造，其具有：发热的模块(5)，其具有第1主体部(5a)和与印刷电路板(3)连接的引线(5L)，同时具有设置在第1主体部(5a)上的固定孔(5e)；散热片(7)，其安装在第1主体部(5a)的上表面上，用于散放模块(5)产生的热量；树脂制绝缘性部件的隔热部件(9)，其插入印刷电路板(3)和第1主体部(5a)之间；以及螺栓(13)，其固定隔热部件(9)、模块(5)和散热片(7)，在隔热部件(9)上设有使引线(5L)插入的引线孔(9L)，和使螺栓(13)贯穿的第1固定用孔(9e)，在印刷电路板(3)上设有使螺栓(13)贯穿的第2固定用孔(3e)。

Description

模块散热构造及使用该构造的控制装置
技术领域
本发明涉及一种模块散热构造及使用该构造的控制装置。
背景技术
根据日本国特开2002—111250号公报，说明现有的模块散热构造。根据该公报，控制装置具有：印刷电路板；模块，其搭载于前述印刷电路板上；螺栓，其固定用于散放前述模块产生的热量的散热片和前述模块；以及板状固定件，其设有卡爪，并插入前述印刷电路板和前述模块之间，利用卡爪与前述印刷电路板固定，进而固定前述印刷电路板与前述模块。
利用该模块散热构造，在出于提高安装效率的考虑而使模块从印刷电路板上凸起进行搭载的情况下，通过在模块和印刷电路板之间挟持板状的固定筒部件来搭载于印刷电路板上，不仅可以利用模块的引线部分的软钎焊连接部分支撑由螺栓固定的散热板和模块的整体，还可以由板状的固定筒部件整体支撑模块和散热板的整体。因此，即使搭载更重的散热板等，也能够将其重量分散给固定筒部件整体，可以减少施加于软钎焊连接部分的重量，所以可以大大减少软钎焊的开裂。其结果，可以提高质量。
但是，随着控制装置内部的高密度化，上述模块的安装构造存在下述问题，即，由于从模块的下表面散发出的热量，难以抑制由印刷电路板的热膨胀引起的变形等。
发明内容
本发明正是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种模块散热构造及使用该构造的控制装置，其抑制由于从模块的下表面散发出的热量，而由印刷电路板的热膨胀所引起的变形等，同时将从模块的上表面产生的热量，利用热传导通过散热片散放到大气中。
第1发明涉及的模块散热构造，其特征在于，具有：印刷电路板；发热的模块，其具有第1主体部和与该印刷电路板连接的引线部，同时具有设置在前述第1主体部上的固定孔；散热片，其安装在前述第1主体部的上表面，用于散放前述模块散发出的热量；树脂制绝缘性的隔热部件，其插入前述印刷电路板和前述第1主体部之间；以及固定部件，其固定该隔热部件、前述模块和前述散热片，在前述隔热部件上，设有使前述引线部插入的引线孔、和使前述固定部件贯穿的第1固定用孔，在前述印刷电路板上，设有使前述固定部件贯穿的第2固定用孔。
第2发明涉及的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，具有芯片部件，其固定在前述印刷电路板上，且配置在前述第1主体部之下，在前述隔热部件上，设有使前述芯片部件游动插入的狭缝或凹部。
第3发明涉及的使用模块散热构造的控制装置，具有：电源部件，其作为前述模块的驱动源；以及壳体，其收容前述印刷电路板、前述模块、前述电源部件以及前述隔热部件，同时具有使前述模块的上表面开放的开孔，其特征在于，在前述壳体上具有将前述散热片及前述模块和前述电源部件隔离的分隔部。
第4发明涉及的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，前述分隔部具有第1分隔部及第2分隔部，该第1分隔部设置在前述壳体上，同时沿前述散热片的侧面设置，该第2分隔部设置在前述隔热部件上，同时与该第1分隔部抵接或接近，前述第2分隔部为大致U形状。
第5发明所涉及的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，前述壳体由树脂构成，前述壳体的前述开孔，形成为比前述第1主体部略大；在前述壳体上，在前述开孔周围，设有与前述散热片的底面接近并相对的顶部。
第6发明所涉及的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，具有：发热的组件，其引线部固定在前述印刷电路板上，同时具有以长方体形状直立设置的第2主体部；散热片，其具有使前述组件的第2主体部突出的孔，同时具有褶部；以及夹紧部件，其使前述褶部与前述第2主体部接触，同时在开闭方向上具有弹性。
第7发明所涉及的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，在前述隔热部件上设有使前述组件的前述第2主体部插入的孔，同时在该孔的长度方向上设有支撑该第2主体部的突起部。
根据第1发明，利用隔热部件对从模块的主体部的下表面产生的辐射热量进行隔热，同时传导从模块主体部的上表面产生的热量，利用散热片向大气散放热量。因此，具有以下效果，即，可以抑制由于从模块的下表面产生的热量，由印刷电路板的热膨胀所引起的变形等。
根据第2发明，因为在隔热部件上设有插入芯片部件的狭缝或凹部，所以可以在隔热部件的内部收容芯片部件。因此，具有以下效果，即，可以抑制来自模块下表面的辐射热量，同时节省空间。
根据第3发明，因为在壳体里设有将散热片及模块和电源部件隔离的分隔部，所以可以利用分隔部隔绝散热片及模块所产生的辐射热量。由此，具有散热片及模块的辐射热量不易向电源部件传播的效果。
根据第4发明，因为可以简单地形成分隔部，同时第2分隔部为大致U形状，所以可以利用第2分隔部隔绝由模块产生的辐射热量。由此，具有该辐射热量不易向电源部件传递的效果。
根据第5发明，因为可以利用壳体的顶部隔绝由散热片产生的热量，所以减少从散热片向模块的热辐射。因此，具有可以促进模块的散热的效果。
根据第6发明，具有下述效果，即，能够共用模块和组件的散热片，同时可以简单地将组件与散热片热连接。
根据第7发明，因为设有使组件的第2主体部插入的孔，同时在该孔的长度方向上设有支撑该第2主体部的突起部，所以具有可利用该突起部支撑组件的效果。
附图说明
图1是使用本发明的一个实施例的模块散热构造的控制装置的分解斜视图。
图2是图1所示的控制装置的内部接线图。
图3是图1所示的模块散热构造的分解斜视图(a)、隔热部件的底面图(b)。
图4是图1所示的控制装置的横向剖面图(a)，将隔热部件、印刷电路板、电解电容器组合后的单元的斜视图(b)。
图5是图4所示的控制装置的从底面观察的分解斜视图。
图6是本发明的其他实施例的隔热部件的斜视图。
图7是本发明的其他实施例的控制装置的从底面观察的分解斜视图。
图8是本发明的其他实施例的控制装置的斜视图。
图9是由二极管组件、模块、隔热部件、印刷电路板构成的单元的斜视图(a)、隔热部件的斜视图(b)。
具体实施方式
实施例1
根据图1至图3说明本发明的一个实施例。图1是本发明的一个实施例的使用模块散热构造的控制装置的分解斜视图，图2是图1所示的控制装置的内部接线图，图3是图1所示的模块散热构造的分解斜视图。在图1中，使用模块散热构造的控制装置1具有：印刷电路板3；芯片部件11以及电解电容器15，它们安装在该印刷电路板3上；电源模块5，其隔着隔热部件9固定在印刷电路板3上，同时封装了发热的晶体管；散热片7，其发散电源模块5的热量；以及由以二阶的阶梯状形成的罩22和底板24构成的壳体20，其收容电解电容器15、芯片部件11和隔热部件9。
并且，控制装置1的接线如图2所示，使得电解电容器15与将输入的交流电压转换为直流电压的二极管组件25的直流侧连接，并连接电源模块5，该电源模块5构成可以将上述直流电压转换为具有任意频率的交流电压的转换器，此外，连接驱动部12，其具有驱动该电源模块5的芯片部件11。
在图3中，模块散热构造具有：平板状的印刷电路板3；电源模块5，其具有第1主体部5a、和通过软钎焊安装在该印刷电路板3上进行连接的作为引线部的引线5L，同时具有设置在大致板状的第1主体部5a上的固定孔5e、5e而进行散热；散热片7，其安装在第1主体部5a的上表面(顶面)，具有用于散放模块5的热量的板状褶部7b，同时设置螺栓孔7e；隔热部件9，其插入印刷电路板3和第1主体部5a之间，为板状的树脂制绝缘性部件；以及作为固定部件的螺栓13，其固定电源模块5和散热片7。
隔热部件9上设有使引线5L插入的贯通的狭缝状引线孔9L、9L、使螺栓13贯通的第1固定用孔9e、9e、以及收容芯片部件11的凹状的凹部9k，其厚度为，可以抑制从电源模块5的底面散发出的热量，且比从引线5L的铅直方向的长度中减掉印刷电路板3的厚度后的厚度要薄。在这里，为了收容芯片部件11，可以不是凹部9k而是通孔，但做成凹部9k是为了防止从电源模块5的底面产生的热量，向多个芯片部件11以及位于该底面的印刷电路板3辐射。在印刷电路板3上设有使螺栓13贯通的第2固定用孔3e、3e。
这样构成的模块散热构造是这样得到的，即，以使凹部9k位于安装在印刷电路板3上的芯片部件11上的方式放置隔热部件9，使电源模块5的引线5L穿过隔热部件9的引线孔9L、9L，使引线5L穿过印刷电路板3的通孔(未图示)中进行软钎焊安装，之后使散热片7的下表面与电源模块5的上表面重合，将螺栓13、13穿过印刷电路板3的第2固定用孔3e、3e、隔热部件9的第1固定用孔9e、9e、电源模块5的固定孔5e、5e，螺合在散热片7的螺栓孔7e、7e中。
这样，如果驱动控制装置1，则电源模块5工作而电源模块5发热。于是，该散发出的热量从电源模块5的主体部5a的上表面向散热片7传导，从散热片7的表面散放。另一方面，从电源模块5的主体部5a的底面产生的辐射热量被隔热部件9被隔绝。由此，从电源模块5的主体部5a散发出的热量几乎都被传导而利用散热片7散放到大气中，同时利用隔热部件9，能够减少向芯片部件11、印刷电路板3辐射的热量。由此，可以减少印刷电路板3的热变形。
实施例2
根据图1、图4及图5说明本发明的另一实施例。图4是图1所示的控制装置的横向剖面图(a)，将隔热部件、印刷电路板、电解电容器组装而成的单元的斜视图(b)，图5是图4所示的控制装置的从底面观察的分解斜视图。图4及图5中，与图1至图3中相同的标号，表示相同或相当的部分，省略其说明。
在图1、图4及图5中，控制装置的特征为，非发热部和发热部分离，该非发热部是在壳体20内收容了发热量较少的电解电容器15等而成，该发热部如电源模块5这样，散发出的热量比电解电容器15大。并且，发热部和非发热部之间的分离是形成分隔部，其由成为从壳体20的第1阶梯部到第2阶梯部的垂直部的罩22的侧壁22t、和隔热部件111的突起片111t形成。在这里，分隔部也可以由罩22的侧壁22t或突起片111t中的任一个形成。
并且，在散热片7上具有与电源模块5的底面紧密连接的凸面部7f。
壳体20由平板状的底板24和罩22构成，在底板24上设有遍布整个边缘部以四角状直立设置的立设片24f。罩22为具有第一阶梯部22a和第二阶梯部22c的阶梯状，为了使散热片7的褶部7b突出，具有使第一阶梯部的上表面开放的开孔22e，底面敞开，在顶面设有多个狭缝孔22s。
隔热部件111上设有：贯通的狭缝状的引线孔111L、111L，其使电源模块5的引线5L插入；第1固定用孔111e、111e，其使螺栓13插入；以及突起111t、111t，其直立设置于边缘部上。在这里，该突起111t设有两个，但也可以只有罩22的侧面22t的相邻侧的突起。由此，形成上述分隔部。
根据这种控制装置，通过在壳体20内部利用分隔部而划分为发热部和非发热部，使得由发热部内的电源模块5产生的放射热量难以传递给非发热部内的电解电容器15。
另外，如图6所示，通过在隔热部件111的一个边缘部上设置倒U部111u，使发热部和非发热部更加热分离。即，通过在隔热部件111的倒U部111u内部设置间隙g，将发热部和非发热部进一步分离。
并且，壳体220如图7所示由树脂构成，壳体220的开孔220e形成为比电源模块5的第1主体部5a略大，在开孔220e的周围，设置与散热片7接近且相对的顶部220d。
根据使用这种壳体220的控制装置，由于通过从电源模块5传导的热量而散热片7发热，伴随该发热的放射热量不易辐射到模块5等上。
实施例3
根据图8及图9说明本发明的另一实施例。图8是另一实施例的控制装置的斜视图，图9是由二极管组件、模块、隔热部件、印刷电路板组成的单元的斜视图(a)，隔热部件的斜视图(b)。图8及图9中，与图4至图5中相同的标号表示相同或相当的部分，省略其说明。
在图8及图9中，控制装置具有：印刷电路板3；发热的二级管组件25，其在印刷电路板3上固定作为引线部的引线25L，同时具有以长方体形状直立设置的第2主体部25h；散热片7，其具有使二极管组件25的第2主体部25h突出的孔7h，同时具有褶部7b；以及夹紧部件301，其使得褶部7b和二极管组件25的第2主体部25h接触，同时在开闭方向上具有弹性。
在隔热部件211上，设置使二极管组件25的第2主体部25h插入的孔211f，同时在该孔211f的长度方向设置支撑该第2主体部25h的突起部211t、211t。
根据这种控制装置，因为利用在开闭方向上具有弹性的夹紧部件301，使散热片7的褶部7b和二极管组件25的第2主体部25h接触，所以可以共用二极管组件25及电源模块5的散热片7，同时利用夹紧部件301，从散热片7散放二极管组件25的第2主体部25h散发出的热量。
并且，在将二极管组件25固定在印刷电路板3时，隔着隔热部件9将电源模块5固定在印刷电路板3上，之后使二极管组件25的引线25L穿过隔热部件211的孔211f，一边将第2主体部25h挟持在隔热部件211的突起部211t、211t上，一边将该引线25L固定在印刷电路板3上。因此，可以利用隔热部件211的突起部211t、211t，保持二极管组件25的主体部25h，所以在将二极管组件25固定在印刷电路板3上时，二极管组件25的主体部25h不易弯曲。
工业实用性
如上所述，本发明涉及的模块散热构造及应用该构造的控制装置，适用于电动机控制。

Claims (7)

1.一种模块散热构造，其特征在于，具有：
印刷电路板；
发热的模块，其具有第1主体部和与该印刷电路板连接的引线部，同时具有设置在前述第1主体部上的固定孔；
散热片，其安装在前述第1主体部的上表面，用于散放前述模块散发出的热量；
树脂制绝缘性的隔热部件，其插入前述印刷电路板和前述第1主体部之间；以及
固定部件，其固定该隔热部件、前述模块和前述散热片，
在前述隔热部件上，设有使前述引线部插入的引线孔、和使前述固定部件贯穿的第1固定用孔，
在前述印刷电路板上，设有使前述固定部件贯穿的第2固定用孔。
2.一种使用权利要求1所述的模块散热构造的控制装置，其特征在于，
具有芯片部件，其固定在前述印刷电路板上，且配置在前述第1主体部之下，
在前述隔热部件上，设有使前述芯片部件游动插入的狭缝或凹部。
3.一种使用权利要求1所述的模块散热构造的控制装置，具有：
电源部件，其作为前述模块的驱动源；以及
壳体，其收容前述印刷电路板、前述模块、前述电源部件以及前述隔热部件，同时具有使前述散热片突出的开孔，
其特征在于，
在前述壳体上具有将前述散热片、前述模块，与前述电源部件之间隔离的第1分隔部。
4.如权利要求3所述的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，
该第1分隔部设置在前述壳体上，同时沿前述散热片的侧面设置，在前述隔热部件上设置与该第1分隔部抵接或接近的第2分隔部，
前述第2分隔部为大致U形状。
5.如权利要求4所述的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，
前述壳体由树脂构成，
前述壳体的前述开孔，形成为比前述第1主体部略大；
在前述壳体上，在前述开孔周围，设有与前述散热片的底面接近并相对的顶部。
6.一种使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，具有：
印刷电路板；
发热的模块，其具有第1主体部和与该印刷电路板连接的引线部，同时具有设置在前述第1主体部上的固定孔；
发热的组件，其引线部固定在前述印刷电路板上，同时具有以长方体形状直立设置的第2主体部；
散热片，其安装在前述第1主体部的上表面，用于散放前述模块散发出的热量，并且该散热片具有使前述组件的第2主体部突出的孔，同时具有褶部；
树脂制绝缘性的隔热部件，其插入前述印刷电路板和前述第1主体部之间；
固定部件，其固定该隔热部件、前述模块和前述散热片；以及
夹紧部件，其使前述褶部与前述第2主体部接触，同时在开闭方向上具有弹性，
在前述隔热部件上，设有使前述引线部插入的引线孔、和使前述固定部件贯穿的第1固定用孔，
在前述印刷电路板上，设有使前述固定部件贯穿的第2固定用孔。
7.如权利要求6所述的使用模块散热构造的控制装置，其特征在于，
在前述隔热部件上设有使前述组件的前述第2主体部插入的孔，同时在该孔的长度方向上设有支撑该第2主体部的突起部。
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